(57)【要約】【課題】簡易かつ高品質にシール材同士の圧着を行うことができ、比較的安価で、なおかつ、トンネル現場においても圧着作業を行うことを可能としたシール材圧着機を提案する。【解決手段】上下に配設された一対の金型２，３と、一対の金型２，３に加圧力を付与する締付ボルト４と、一対の金型２，３を加熱する加熱手段５とを備えるシール材圧着機１であって、一対の金型２，３が、ヒンジ部１２を介して開閉自在に連結されていて、ヒンジ部１２は、上側の金型２に固定されて長穴９ｅを有する第一部材と、下側の金型３に固定されて貫通孔を有する第二部材と、長穴９ｅおよび貫通孔を挿通する連結ボルト１１とを備えており、加熱手段５は、上側の金型２と下側の金型３とのそれぞれに配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型と、
前記一対の金型に加圧力を付与する締付ボルトと、
前記一対の金型を加熱する加熱手段と、を備えるシール材圧着機であって、
前記一対の金型が、ヒンジ部を介して開閉自在に連結されていて、
前記ヒンジ部は、一方の前記金型に固定されて長穴を有する第一部材と、他方の前記金型に固定されて貫通孔を有する第二部材と、前記長穴および前記貫通孔を挿通する連結ボルトと、を備えており、
前記加熱手段は、一方の前記金型と他方の前記金型とのそれぞれに配設されていることを特徴とする、シール材圧着機。
【請求項２】
ベース部と、前記ベース部から斜めに立ち上がるリップ部とを備えるシール材同士を圧着することを特徴とする、請求項１に記載のシール材圧着機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム製の止水シール材を圧着するためのシール材圧着機に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法、ＴＢＭ工法または推進工法等のトンネル施工において、セグメント同士の連結部に配設されるゴム製の止水シール材は、止水性を確保するために、連続体であることが望ましい。
【０００３】
また、併設されたトンネル同士を連結して大断面地下構造物を形成する場合には、トンネル同士の接合部の止水性を確保するために、トンネルの軸方向に沿って長尺の止水シール材を配設するのが望ましい。
【０００４】
一方、工場等において生産される止水シール材の長さは、製造機の能力等により一定の長さに制限されている。
そのため、長い止水シール材が必要となる場合には、止水シール材同士を圧着する必要がある。
【０００５】
止水シール材同士を圧着するには、接着方式またはプレス方式が採用される。
接着方式は、止水シール材の端面同士を突き合わせた状態で軸方向に圧縮するとともに接着剤を流しこむことにより行う。
【０００６】
一方、プレス方式は、ゴム製品同士の接合部を加熱加圧することにより行う（特許文献１参照）。
止水シール材の圧着にプレス方式を採用する場合には、止水シール材の端面同士を突き合わせた状態で金型により挟持し、加熱手段により金型を加熱することで止水シール材を加硫させ、さらに、油圧シリンダー等の加圧手段を介して金型を加圧することにより行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１２０３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
接着方式において突合せ面にズレが生じると強度が低下してしまうため、接着方式を採用した場合は、ズレが生じないように作業を行う必要があり、その分、手間がかかる。
また、接着剤の水中における強度低下や、衝撃による強度低下が懸念される。
【０００９】
また、プレス方式は、金型と金型を加熱するための加熱手段と金型を加圧するための加圧手段とを備えた圧着装置が大規模なため、装置が高価であるとともに、現場に持ち込むことができない場合があった。
【００１０】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであって、簡易かつ高品質にシール材同士の圧着を行うことができ、比較的安価で、トンネル現場においても圧着作業を行うことを可能としたシール材圧着機を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、本発明のシール材圧着機は、一対の金型と、前記一対の金型に加圧力を付与する締付ボルトと、前記一対の金型を加熱する加熱手段とを備えるシール材圧着機であって、前記一対の金型が、ヒンジ部を介して開閉自在に連結されていて、前記ヒンジ部は、一方の前記金型に固定されて長穴を有する第一部材と、他方の前記金型に固定されて貫通孔を有する第二部材と、前記長穴および前記貫通孔を挿通する連結ボルトとを備えており、前記加熱手段は、一方の前記金型と他方の前記金型とのそれぞれに配設されていることを特徴としている。
【００１２】
かかるシール材圧着機は、締付ボルトにより加圧力を付与するため、油圧シリンダー等の加圧手段を別途用いる必要がない。また、加熱手段が金型に直接配設されているため、加熱手段も別途用いる必要がない。
そのため、シール材圧着機の小型化および軽量化が可能となり、持ち運びが容易であるとともに、設置箇所が限定されない。ゆえに、トンネル現場内においても止水シール材の圧着作業を行うことが可能となる。
【００１３】
また、シール材圧着機は簡易な構成なため、安価に構成することができる。
さらに、一対の金型により両シール材を把持した状態でシール材同士を圧着するため、簡易かつ安価に圧着作業を行うことができる。
【００１４】
なお、前記シール材圧着機は、ベース部と、前記ベース部から斜めに立ち上がるリップ部とを備えるシール材同士を圧着することが可能に構成されたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のシール材圧着機によれば、簡易かつ高品質にシール材同士の圧着を行うことができ、比較的安価で、トンネル現場においても圧着作業を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るシール材圧着機を示す斜視図である。
【図２】図１のシール材圧着機を示す側面図である。
【図３】同シール材圧着機を示す平面図である。
【図４】図２のＡ矢視図である。
【図５】図２のＢ矢視図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図１のシール材圧着機の開閉状況を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態では、シール材Ｓの端部同士を連結するシール材圧着機１について説明する（図１参照）。なお、説明において、上下前後左右は、図１に示す方向に統一するものとする。本実施形態では、ベース部と、このベース部から斜めに立ち上がるリップ部とを備えた断面Ｖ字状のシール材Ｓ同士を連結する場合について説明するが、シール材Ｓの形状は限定されない。
【００１８】
本実施形態のシール材圧着機１は、図２に示すように、上下に配設された一対の金型２，３と、金型２，３に加圧力を付与する締付ボルト４と、金型２，３を加熱する加熱手段５とを備えて構成されている。
【００１９】
一対の金型２，３は、上側に配設された上金型２と、下側に配設された下金型３とにより構成されている。
一対の金型２，３を互いに組み合わせると、シール材Ｓと同形状の空間が形成される。
【００２０】
上金型２の下面（下金型３側の面）には、シール材Ｓの形状に応じて形成された凸部２ａが形成されている。すなわち、凸部２ａは、断面Ｖ字状のシール材Ｓのベース部とリップ部との間に挿入可能な形状を有している。なお、上金型２の下面の形状は、シール材Ｓの形状に応じて適宜設定すればよい。
一方、上金型２の上面は平面を呈している。
【００２１】
上金型２は、図３〜５に示すように、中央部２ｂと、中央部２ｂの側方に配設された二つの側部２ｃ，２ｃとにより構成されている。
なお、本実施形態では、上金型２が３つのピース（中央部２ｂ、側部２ｃ、２ｃ）に分割されている形態を例示したが、上金型２は、分割されている必要はなく、また、分割数も限定されない。
【００２２】
図４および図５に示すように、中央部２ｂには、加熱手段５が埋め込まれている。
加熱手段５は、中央部２ｂ（上金型２）に差し込まれた棒状のカートリッジヒーターであって、電力により中央部２ｂを加熱する。
【００２３】
本実施形態では、中央部２ｂの前面（図１において右側）および後面（図１において左側）からそれぞれ３本ずつの加熱手段５が（計６本）中央部２ｂの上面と平行に埋め込まれている。
【００２４】
図２に示すように、加熱手段５の先端は、凸部２ａの近傍に位置している。
中央部２ｂの表面（前面または後面）には、加熱手段５の抜け出しを防止する治具５ａが固定されている。
なお、加熱手段５の配置や本数等は限定されるものではない。また、加熱手段５の構成も限定されるものではない。
【００２５】
中央部２ｂの前面側には、加熱手段５の上方に温度センサ６が配設されている。
なお、温度センサ６の設置箇所は限定されない。また、温度センサ６は、着脱可能に配設されている。
【００２６】
図１に示すように、中央部２ｂの前面および後面には、それぞれボルト溝２ｄが２箇所ずつ形成されている。
ボルト溝２ｄは、上金型２を下金型３上に載置したときに、上下方向に延在するように形成されている。
【００２７】
ボルト溝２ｄの溝深および溝幅は、第一締付けボルト４を挿入することが可能な大きさに形成されている（図４または図５参照）。
なお、ボルト溝２ｄの配置や数は限定されるものではない。例えば、側部２ｃにボルト溝２ｄを形成してもよい。
【００２８】
図２に示すように、中央部２ｂの上面には、上金型２側から順に、断熱材７、断熱材抑え板８および上フレーム９が積層されている。
【００２９】
断熱材７は、平板状に形成されており、中央部２ｂの上面全体を覆っている。
断熱材７を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、グラスウール、ロックウール、発泡樹脂などにより構成すればよい。
なお、断熱材７は、側部２ｃ，２ｃの上面も覆うことで、上金型２の上面全体を覆っていてもよい。
【００３０】
断熱材抑え板８は、断熱材７の上面全体を覆う板材である。
なお、断熱材７および断熱材抑え板８は、必要に応じて配設すればよい。
【００３１】
断熱材７および断熱材抑え板８は、断熱材抑え板８の上面に配設された上フレーム９を介して中央部２ｂに固定されている。
【００３２】
上フレーム９は、図３に示すように、中央部２ｂの前端から中央部２ｂの後方に延びる主フレーム９ａと、中央部２ｂの上面前端部および後端部において主フレーム９ａの左右（図３において上下）に配設された補助フレーム９ｂとにより形成されている。
【００３３】
本実施形態の主フレーム９ａは、溝形鋼（チャンネル材）により構成されている。主フレーム９ａは、溝形鋼の開口部分が上側となるように配設されている（図４または図５参照）。
【００３４】
主フレーム９ａは、中央部２ｂの上面に取付ボルト９ｃ，９ｃを介して固定されている。取付ボルト９ｃは、主フレーム９ａ、断熱材抑え板８、断熱材７を貫通して、中央部２ｂに締着されている。
【００３５】
主フレーム９ａの前端は、上金型２の前端付近に位置しており、主フレーム９ａの後端は、上金型２の後端から後方に突出している。
主フレーム９ａの後端（上金型２からの突出部分）には、図２に示すように、縦フレーム９ｄ（第一部材）が固定されている。
【００３６】
縦フレーム９ｄは、鋼板により構成されていて、上端部が主フレーム９ａに固定されている。なお、主フレーム９ａと縦フレーム９ｄは、直角を呈している。また、縦フレーム９ｄの下端部には、長穴９ｅが形成されている。
【００３７】
補助フレーム９ｂは、山形鋼（アングル材）により構成されていて、主フレーム９ａの側面に固定されている。補助フレーム９ｂの一片は中央部２ｂ（断熱材抑え板８）の上面に載置されていて、補助フレーム９ｂの他片は中央部２ｂの上面から立ち上がっている。
【００３８】
図３に示すように、補助フレーム９ｂの一片には、ボルト溝２ｄの位置に対応してボルト溝９ｆが形成されている。ボルト溝９ｆには、締付けボルト４を挿入される。
【００３９】
主フレーム９ａには、補助フレーム９ｂの他片の位置に対応して、補強板９ｇが配設されている。
なお、上フレーム９の構成は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【００４０】
中央部２ｂには、ハンドル２ｅが固定されている。なお、ハンドル２ｅは必要に応じて形成すればよい。また、ハンドル２ｅの形状や配置等は限定されない。
【００４１】
側部２ｃは、中央部２ｂとは、分離されており、個別に下金型３への固定が可能に構成されている。
図６に示すように、側部２ｃにはボルト孔２ｆが２箇所ずつ貫通している。ボルト孔２ｆには、固定ボルト１３が挿入されている。ボルト孔２ｆは、凸部２ａの前後にそれぞれ形成されている。
【００４２】
側部２ｃは、ボルト孔２ｆに挿入された固定ボルト１３により、下金型３に固定される。なお、側部２ｃと下金型３との固定方法は限定されるものではない。
【００４３】
本実施形態の下金型３は、図２に示すように、前部３ａと後部３ｂとを備えていて、分割可能に構成されている。なお、下金型３は、必ずしも複数の部材に分割されている必要はない。
【００４４】
下金型３の上面（上金型２側の面）には、図７に示すように、シール材Ｓの形状に応じて形成された凹部３ｃが形成されている。すなわち、凹部３ｃは、断面Ｖ字状のシール材Ｓを収容可能に形成されている。なお、下金型３の上面の形状は、シール材Ｓの形状に応じて適宜設定すればよい。
一方、下金型３の下面は、平面を呈している。
【００４５】
下金型３には、加熱手段５が埋め込まれている。下金型３に埋め込まれた加熱手段５は、上金型３に埋め込まれた加熱手段５と平行に配設されている。
【００４６】
加熱手段５の先端は、凹部３ｃの近傍に位置している。
なお、下金型３に埋め込まれた加熱手段５のこの他の詳細は、上金型３に埋め込まれた加熱手段５と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
下金型３の前面側には、図２に示すように、加熱手段５の下方に温度センサ６が着脱可能に配設されている。
なお、温度センサ６の設置箇所は限定されない。また、温度センサ６は、必要に応じて設置すればよい。
【００４８】
下金型３の前面および後面には、それぞれボルト溝３ｄが２箇所ずつ形成されている（図１参照）。
ボルト溝３ｄは、上金型２を下金型３上に載置した状態で、上金型２に形成されたボルト溝２ｄと連続するように形成されている。ボルト溝２ｄ，３ｄには、上金型２と下金型３とに跨る締付ボルト４が配設される（図４または図５参照）。
【００４９】
下金型３の下面には、図２および図４に示すように、下金型３側から順に、断熱材７、断熱材抑え板８および下フレーム１０が積層されている。
【００５０】
断熱材７は、平板状に形成されており、下金型３の下面全体を覆っている。
断熱材７を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、グラスウール、ロックウール、発泡樹脂などにより構成すればよい。
【００５１】
断熱材抑え板８は、断熱材７の下面全体を覆う板材である。
なお、断熱材７および断熱材抑え板８は、必要に応じて配設すればよい。
【００５２】
断熱材７および断熱材抑え板８は、断熱材抑え板８の下面に配設された下フレーム１０を介して下金型３に固定されている。
なお、断熱材７および断熱材抑え板８は、必要に応じて配設すればよい。
【００５３】
下フレーム１０は、下金型３の前端から下金型３の後方に延びる主フレーム１０ａと、下金型３の前端部および後端部において主フレーム１０ａの左右（図２において上下）から延設された補助フレーム１０ｂとにより形成されている。
【００５４】
本実施形態の主フレーム１０ａは、溝形鋼により構成されている（図１参照）。主フレーム１０ａは、溝形鋼の開口部分が下側となるように配設されている。
主フレーム１０ａは、下金型３の下面に取付ボルト１０ｃ，１０ｃを介して固定されている。取付ボルト１０ｃは、主フレーム１０ａ、断熱材抑え板８、断熱材７を貫通して、下金型３に締着されている。
【００５５】
図２に示すように、主フレーム１０ａの前端は、下金型３の前端付近に位置しており、主フレーム１０ａの後端は、下金型３の後端よりも後方に突出している。
【００５６】
主フレーム１０ａの後端には、縦フレーム１０ｄ（第二部材）が固定されている。
縦フレーム１０ｄは、鋼板により構成されていて、下端部が主フレーム１０ａに固定されている。なお、主フレーム１０ａと縦フレーム１０ｄは、直角を呈している。
【００５７】
縦フレーム１０ｄは、上フレーム９から下方向に延びる縦フレーム９ｄと重ねることが可能な長さを有している。
縦フレーム１０ｄの上端部には、連結ボルト１１を配設するための貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００５８】
縦フレーム９ｄ，１０ｄ同士を重ね合わせると、長穴９ｅと貫通孔とが重ね合わされる。
連結ボルト１１は、長穴９ｅと貫通孔を貫通した状態で配設される。こうすることで、図７に示すように、上フレーム９（上金型２）が、連結ボルト１１を中心に回動自在となる。つまり、縦フレーム９ｄ、１０ｄおよび連結ボルト１１が、上金型２と下金型３とを開閉自在に連結するヒンジ部１２を構成している。
【００５９】
ヒンジ部１２では、長穴９ｅに連結ボルト１１を挿通しているため、上金型２を上下方向にスライドさせることができる。
【００６０】
なお、縦フレーム９ｄ，１０ｄ同士の連結方式は、ボルト（連結ボルト１１）に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。例えば、連結ボルト１１に代えてピンにより連結してもよい。また、いずれか一方の縦フレームに長穴を形成しておき、他方の縦フレームにこの長穴に挿入可能な凸部を形成しておくことで、縦フレーム９ｄ，１０ｄ同士を回動可能に連結してもよい。
【００６１】
補助フレーム１０ｂは、山形鋼により構成されている。図４および図５に示すように、補助フレーム１０ｂの一端は、主フレーム１０ａの側面に固定されており、補助フレーム１０ｂの他端部は下金型３の側面から突出している。
補助フレーム１０ｂの他端部には、図３に示すように、ボルト孔１０ｅが形成されている。ボルト孔１０ｅには、ボルト（図示せず）が挿通される。つまり、下フレーム１０は、ボルトを介して架台等に固定することができる。
【００６２】
補助フレーム１０ｂの一片は断熱材抑え板７（下金型３）の下面に配設されており、補助フレーム１０ｂの他片は断熱材抑え板７から垂れ下がっている。
補助フレーム１０ｂの一片には、ボルト溝３ｄの位置に対応してボルト溝１０ｆが形成されている（図１参照）。
【００６３】
主フレーム１０ａには、補助フレーム１０ｂの他片の位置に対応して、補強板１０ｇが配設されている。
なお、下フレーム１０の構成は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【００６４】
図６に示すように、下金型３には、上金型２の側部２ｃに形成されたボルト孔２ｆの位置に対応して、ボルト孔３ｅが形成されている。ボルト孔２ｆ，３ｅを連通させると、上金型２と下金型３との間に跨って固定ボルト１３を配設することができる。
なお、ボルト孔３ｅは、凹部３ｃの前後にそれぞれ形成されている。
【００６５】
締付ボルト４は、上金型２と下金型３との間に跨って配設された状態で締め付けることで、上金型２および下金型３により把持されたシール材Ｓ，Ｓに加圧力を付与する。
【００６６】
図４および図５に示すように、上金型２のボルト溝２ｄと下金型３のボルト溝３ｄに跨って配設された締付ボルト４は、頭部が下フレーム１０の補助フレーム１０ｂに係止された状態で、先端部にナット４ａが螺着されている。
ナット４ａは、上フレーム９の補助フレーム９ｂに係止されている。つまり、締付ボルト４に螺合したナット４ａを締め付けることで、上フレーム９および下フレーム１０を介して上金型２および下金型３に加圧力を付与することができる。
【００６７】
図６に示すように、固定ボルト１３は、上金型２のボルト孔２ｆを貫通して、下金型３のボルト孔３ｅに下端部が差し込まれている。
固定ボルト１３は、いわゆる寸切りボルトにより構成されており、下端部が下金型３のボルト孔３ｅにねじ込まれている。
【００６８】
固定ボルト１３の上端部（上金型２の上面からの突出部分）には、ナット１３ａが螺着されている。つまり、固定ボルト１３に螺合したナット１３ａを締め付けることで、上金型２および下金型３を買い指定シール材Ｓを固定することができる。
【００６９】
シール材圧着機１によるシール材Ｓ同士の圧着は、まず、図１に示すように、シール材Ｓの端面同士を突き合わせた状態で、下金型３の凹部３ｃにシール材Ｓを配設する。
次に、側部２ｃを下金型３に固定することで、シール材Ｓを拘束する（図６参照）。
【００７０】
そして、中央部２ｂを下金型３上に載置するとともに、締付ボルト４で締め付けて、シール材Ｓに加圧力を付与する。
さらに、加熱手段５を作動させ、中央部２ｂと下金型３を加熱する。
【００７１】
シール材Ｓは、加熱されることで膨張するため、端面同士を突き合わせる力が増加する。そのため、シール材圧着機１は、シール材Ｓを加熱して加硫させるとともに、シール材Ｓの端面同士の突き合わせ面を加圧させることで、高品質に圧着させる。
【００７２】
以上、本実施形態のシール材圧着機１によれば、油圧シリンダーや加熱手段等を金型とは別に用いる必要がないため、比較的軽量かつ小型な装置なため、施工現場において、設置スペースを確保しやすい。そのため、現場においてシール材の圧着作業を実施することが可能となり、効率的である。また、持ち運びも容易である。
【００７３】
また、上金型２および下金型３自体が加熱と加圧の機能を有しているため、操作が容易で、作業性に優れている。
つまり、加熱手段によりシール材Ｓを加硫させるとともに、締付ボルト４により加圧力を付与するのみで、作業が完了する。
【００７４】
また、シール材圧着機１は簡易な構成なため、安価に構成することができる。
また、シール材Ｓを上下の金型２，３により把持した状態で加硫させるとともに加圧力を付与するため、簡易かつ安価に、なおかつ高品質に圧着作業を行うことができる。
【００７５】
また、シール材圧着機１の構成が簡易なため、従来の装置のように、装置の組立に手間を要しない。つまり、部材点数が少ないため、組立、解体作業に手間を要しない。
【００７６】
上金型２の上面および下金型３の下面に断熱材７が配設されているため、熱効率が良い。
上金型２のハンドル２ｅを利用することで、開閉作業が容易となる。
【００７７】
ヒンジ部１２では、長穴９ｅに連結ボルト１１を挿通させているため、図７に示すように、上金型２を下金型３の上方から下降させることにより金型２，３同士を組み合わせることができる。そのため、金型２，３同士を組み合わせる際に、凸部２ａ等がシール材Ｓに接触することを防止でき、シール材Ｓの圧着を高品質に行える。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、断面Ｖ字状のシール材を圧着する場合について説明したが、シール材の断面形状は限定されない。
【００７９】
シール材圧着機は、２本のシール材の端部同士を圧着して長尺のシール材を形成する際に使用してもよいし、１本のシール材の両端を圧着して無端状のシール材を形成する際に使用してもよい。
前記実施形態では、一対の金型が上下に配設されている場合について説明したが、一対の金型は必ずしも上下に配設されている必要はなく、左右に配設されていてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１    シール材圧着機
２    上金型（金型）
３    下金型（金型）
４    締付ボルト
５    加熱手段
９    上フレーム
９ｄ  縦フレーム（第一部材）
９ｅ  長穴
１０  下フレーム
１０ｄ  縦フレーム（第二部材）
１１  連結ボルト
１２  ヒンジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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