JP2014049415A - バスバーインサート樹脂成形品の製造方法、及び、バスバーインサート樹脂成形品 - Google Patents

バスバーインサート樹脂成形品の製造方法、及び、バスバーインサート樹脂成形品 Download PDF

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Abstract

【課題】各種の工程を簡略化できるバスバーインサート樹脂成形品の製造方法を提供すること。
【解決手段】バスバーインサート樹脂成形品の製造方法は、貫通孔を有する第1のバスバー10及び貫通孔に対応する突部を有する第2のバスバー14を準備する工程と、突部をかしめ可能なかしめ部材30を内部に有する成形金型20を準備する工程と、貫通孔に突部を挿入した状態で第1及び第2のバスバー10,14を成形金型20内に配置する工程と、成形金型20のかしめ部材30を用いて第1及び第2のバスバー10,14をかしめて互いに連結されたバスバー接続体を取得する工程と、かしめによって互いに連結されたバスバー接続体の周りに成形材料を注入して成形金型20によってインサート成形を行い、バスバーインサート樹脂成形品を取得する工程と、を備えている。
【選択図】図5

Description

本発明は、バスバーインサート樹脂成形品の製造方法、及び、バスバーインサート樹脂成形品に関する。本発明は、特に、成形金型を用いてバスバーを互いに接続させたバスバー接続体をインサート成形によってバスバーインサート樹脂成形品に加工する製造方法、及び、当該製造方法によって製造されるバスバーインサート樹脂成形品に関する。
従来から、コネクタの一部を構成するバスバーと呼ばれる金属導体が用いられている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、このバスバーをコネクタの成形金型内に設置してインサート成形を行い、これにより、バスバーを含むコネクタを製造している。
特許第3868157号公報
ところで、従来の技術では、インサート成形によって形成されるコネクタなどの製品のバスバーに対して、外部に電気接続するためのハーネスを別工程で接続する必要があった。また、従来の技術では、複雑な形状のバスバーを高いコストで製作し、その複雑な形状のバスバーを金型内に配置してインサート成形する必要があった。
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、各種の工程を簡略化できるバスバーインサート樹脂成形品の製造方法及び当該製造方法で製造されるバスバーインサート樹脂成形品を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係るバスバーインサート樹脂成形品の製造方法は、貫通孔を有する第1のバスバー及び貫通孔に対応する突部を有する第2のバスバーを準備する工程と、突部をかしめ可能なかしめ部材を内部に有する成形金型を準備する工程と、第1のバスバーの貫通孔に第2のバスバーの突部を挿入した状態で第1及び第2のバスバーを成形金型内に配置する工程と、成形金型のかしめ部材を用いて第1及び第2のバスバーをかしめて互いに連結されたバスバー接続体を取得する工程と、かしめによって互いに連結されたバスバー接続体の周りに成形材料を注入して成形金型によってインサート成形を行ってバスバーインサート樹脂成形品を取得する工程と、を備えたことを特徴としている。
本発明に係るバスバーインサート樹脂成形品の製造方法では、成形金型のかしめ部材を用いてバスバー接続体を取得すると共に、このバスバー接続体の周りに成形材料を注入して、その成形金型によってインサート成形を行ってバスバーインサート樹脂成形品を取得するようになっている。この場合、成形金型内において、バスバー同士が互いに接続されたバスバー接続体を得ることができると共に、そのバスバー接続体を用いてバスバーインサート樹脂成形品をそのまま同じ成形金型で取得することができる。このため、外部に電気接続するためのハーネスを別工程で接続する必要がなくなったり、または、複雑な形状のバスバーを高いコストで作製する必要がなくなったりする。つまり、本発明によれば、一方のバスバーをハーネスに代えて用いることができたり、バスバー同士を互いに接続することでより複雑な形状のバスバーを構築したりすることが可能となる。
また、本発明に係るバスバーインサート樹脂成形品の製造方法では、バスバーインサート樹脂成形品を取得する工程において、成形材料がバスバー接続体におけるかしめ部を覆うようにインサート成形を行うようにしてもよい。この場合、バスバー接続体におけるかしめ部を成形材料によって保護させることが可能となる。
また、本発明に係るバスバーインサート樹脂成形品の製造方法では、第2のバスバーには、突部の裏面側に開口する位置決め用の凹部が形成されており、第1及び第2のバスバーを成形金型に配置する工程において、成形金型の位置決め部材を凹部に挿入することで第2のバスバーの成形金型に対する位置決めが為されることが好ましい。この場合、成形金型に対するバスバーの位置決めを容易に行うことができる。
また、本発明に係るバスバーインサート樹脂成形品は、貫通孔を有する第1のバスバーと、貫通孔に対する突部を有する第2のバスバーと、成形材料とを備えたバスバーインサート樹脂成形品であって、第1のバスバーの貫通孔に第2のバスバーの突部が挿入され、かしめられることによって第1及び第2のバスバーが互いに接続されてバスバー接続体を構成し、バスバー接続体の少なくとも一部が成形材料によって覆われていることを特徴としている。この場合、ハーネスによる接続よりも強固な接続が為された成形品を得ることができる。
また、本発明に係るバスバーインサート樹脂成形品は、第1及び第2のバスバーがかしめられた領域が絶縁性の成形材料によって覆われていることが好ましい。この場合、かしめられた領域の絶縁性を確保することができる。
本発明によれば、各種の工程を簡略化できるバスバーインサート樹脂成形品の製造方法及び当該製造方法で製造されるバスバーインサート樹脂成形品を提供することが可能となる。
第1のバスバーを示す図であり、(a)は、第1のバスバーの平面図であり、(b)は、第1のバスバーの断面図である。 第2のバスバーを示す図であり、(a)は、第2のバスバーの平面図であり、(b)は、第2のバスバーの断面図である。 第1実施形態に係る成形金型と第1及び第2のバスバーを準備した状態を模式的に示す断面斜視図である。 図3に示した状態の後に、第1及び第2のバスバーを成形金型に設置した状態を模式的に示す断面斜視図である。 図4に示した状態の後に、第1及び第2のバスバーをかしめてバスバー接続体とした状態を模式的に示す断面斜視図である。 第1実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品の斜視図である。 図6に示すバスバーインサート樹脂成形品の一部を拡大した部分断面斜視図である。 第2実施形態に係る成形金型と第1及び第2のバスバーを準備した状態を模式的に示す断面斜視図である。 図8に示した状態の後に、第1及び第2のバスバーを成形金型に設置した状態を模式的に示す断面斜視図である。 図9に示した状態の後に、第1及び第2のバスバーをかしめてバスバー接続体とした状態を模式的に示す断面斜視図である。 図10に示した状態の後に、バスバー接続体の周りに成形材料を注入してインサート成形を行った状態を模式的に示す断面斜視図である。 第2実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品の斜視図である。 図12に示すバスバーインサート樹脂成形品の一部を拡大した部分断面斜視図である。 図3に示した成形金型に用いられるかしめ部材を示す図であり、(a)は、かしめ部材の斜視図であり、(b)は、かしめ部材の断面図である。 かしめ部材の変形例を示す図であり、(a)は、その斜視図であり、(b)は、その断面図である。 かしめ部材の別の変形例を示す図であり、(a)は、その斜視図であり、(b)は、その断面図である。 かしめ部材の更に別の変形例を示す図であり、(a)は、その斜視図であり、(b)は、その断面図である。 図3に示した成形金型に用いられる位置決め部材を示す図であり、(a)は、位置決め部材の斜視図であり、(b)は、位置決め部材の断面図である。 位置決め部材の変形例を示す図であり、(a)は、その斜視図であり、(b)は、その断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
図1及び図2は、本実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品の製造に用いられる第1及び第2のバスバー10,14を示す図である。図1に示されるように、第1のバスバー10は、その厚みが例えば1mm程度の略矩形の金属板から構成されている。第1のバスバー10は、長手方向の中央から一方の端部(図示右側)に寄った領域に、貫通孔12を有している。
第2のバスバー14は、図2に示されるように、第1のバスバー10と同様に、厚みが例えば約1mm程度の略矩形の金属板から構成されている。第2のバスバー14は、長手方向の中央から他方の端部(図示左側)に寄った領域に、突部16を有している。第2のバスバー14の突部16は、その先端が半球形状を呈し、基端側は円筒形状を呈している。突部16の半球部分と円筒部分の各半径は、第1のバスバー10の貫通孔12の半径よりも若干小さくなっている。これにより、第2のバスバー14の突部16が第1のバスバー10の貫通孔12に挿入可能、つまり、突部16が貫通孔12に対応するようになっている。突部16の内部は空隙18(凹部)である。なお、突部16の高さは、例えば3mm程度である。
続いて、バスバーインサート樹脂成形品の製造に用いられる成形金型20について、図3,図14,図18を参照して説明する。
成形金型20は、一般的なインサート成形に用いられる成形金型であり、上金型22,24と下金型26,28とを備えて構成されている。上金型24は、その中央部に空間部を有しており、この空間部にかしめ部材30が固定状態で配置される。かしめ部材30は、図14に示されるように、円板形状を呈する肩部32と、肩部32よりも径が小さい円筒形状のかしめ部34とを有しており、全体断面が略T字形状を呈している。かしめ部材30には、その下端に球形面を呈するかしめ面36が形成されている。かしめ部材30は、例えば、ハイス鋼から構成される。
下金型26,28は、その中央部に空間部を有しており、この空間部に位置決め部材40が固定状態で配置される。位置決め部材40は、図18に示されるように、略円筒形状を呈する位置決め部42と、位置決め部42よりも径が大きい円筒形状のベース部44とを有している。位置決め部42の先端には、半球形状の挿入部46が設けられている。位置決め部材40は、例えば、かしめ部材30と同様の材料であるハイス鋼から構成される。
かしめ部材30と位置決め部材40とは、図3等に示されるように、上下方向に対向するように各金型24,26に固定配置される。すなわち、かしめ部材30のかしめ面36と位置決め部材40の挿入部46とが上下方向に対向するようになっている。
続いて、上述した、成形金型20を用いてバスバーインサート樹脂成形品を製造する方法について、図3〜図6を参照して説明する。
まず、上述した構成を備えた第1のバスバー10と第2のバスバー14とを準備すると共に、成形金型20を準備する(図3参照)。
次に、図3に示されるように、上金型24と下金型26との間に、第1及び第2のバスバー10,14をそれらの長手方向が揃い且つそれぞれの配置箇所が長手方向にずれるように位置合わせを行う。その後、図示矢印に示すように、第1のバスバー10の貫通孔12に第2のバスバー14の突部16を挿入し、その状態で第1及び第2のバスバー10,14を下金型26上に配置する(図4参照)。
この配置の際、第2のバスバー14の突部16の裏面側に空隙18が形成されているので、図4に示されるように、位置決め部材40の挿入部46をこの空隙18に一部の空隙を残した状態で挿入し、これにより、第2のバスバー14の下金型26に対する位置決めが為される。第1のバスバー10は、第2のバスバー14の突部16によって位置決めされており、位置決め部材40によって、第1のバスバー10も間接的に、下金型26に対して位置決めされる。
第1及び第2のバスバー10,14が下金型26に対して位置決めされると、上金型22,24が一体となって、図示矢印に示すように、下金型26に向かって下降する。この下降動作により、図5に示されるように、上金型22,24内に固定されているかしめ部材30のかしめ面36と位置決め部材40の挿入部46の上面とによって、第2のバスバー14の突部16が、第1のバスバー10の貫通孔12の径よりも広がるように押しつぶされ(プレス)、第1のバスバー10の上面の一部に密着して引っかかるかしめ領域16aへと変形させられる(図7参照)。この場合、位置決め部材40は、かしめ部材の一方として機能する。
このように、かしめ領域16aが形成されることにより、第1及び第2のバスバー10,14が互いに固定(連結)されたバスバー接続体がまず形成される。かしめ領域16aの高さは、プレスにより、例えば2mm程度に減じられる。
次に、バスバー接続体10,14が形成されると、バスバー接続体10,14の所定の箇所を覆うように成形金型20内に所定の成形材料が注入され、成形金型20を用いて所定のインサート成形が行われる。成形材料としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂が用いられる。成形条件等については、従来技術を適宜用いることができる。
以上により、図6及び図7に示されるように、バスバーインサート樹脂成形品50が取得される。
バスバーインサート樹脂成形品50は、第1及び第2のバスバー10,14と成形材料部52とを備えている。バスバーインサート樹脂成形品50は、上述したように、第1のバスバー10の貫通孔12に第2のバスバーの突部16が挿入され、かしめられることによって互いに接続されている。そして、バスバーインサート樹脂成形品50は、このように互いに接続固定されたバスバー接続体10,14の一端(図示左側)を成形材料部52で覆う構成となっている。
バスバーインサート樹脂成形品50では、第2のバスバーの突部16が、かしめ部材30によるプレスにより、かしめ面36に沿った表面を有するかしめ領域16aに変形されており、また、空隙18も挿入部46の表面に沿った内周面の空隙18aへと変形されている。なお、バスバーインサート樹脂成形品50として、バスバー接続体10,14の全体を成形材料が覆う構成を採用してももちろんよい。
以上のように、本実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品50の製造方法では、成形金型20のかしめ部材30を用いてバスバー接続体10,14を取得すると共に、このバスバー接続体10,14の周りに成形材料52を注入して、その成形金型20によってインサート成形を行ってバスバーインサート樹脂成形品50を取得するようになっている。このため、成形金型20内において、バスバー10,14同士が互いに接続されたバスバー接続体10,14を得ることができると共に、そのバスバー接続体10,14を用いてバスバーインサート樹脂成形品50をそのまま同じ成形金型20で取得することができる。
このため、従来のように外部に電気接続するためのハーネスを別工程で接続する必要がなくなったり、または、複雑な形状のバスバーを高いコストで作製する必要がなくなったりする。つまり、本実施形態に係る製造方法によれば、一方のバスバー14をハーネスに代えて用いることができたり、バスバー10,14同士を互いに接続することでより複雑な形状のバスバーを構築したりすることが可能となる。
また、本実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品50の製造方法では、第2のバスバー14には、突部16の裏面側に開口する位置決め用の空隙18が形成されており、第1及び第2のバスバー10,14を成形金型20に配置する工程において、成形金型20の位置決め部材40の挿入部46を空隙18に挿入することで第2のバスバー14の成形金型20に対する位置決めが為されている。このため、成形金型20に対するバスバー10,14の位置決めを容易に行うことができる。
また、本実施形態に係る製造方法で製造されるバスバーインサート樹脂成形品50は、貫通孔12を有する第1のバスバー10と、貫通孔12に対する突部16を有する第2のバスバー14と、成形材料部52とを備えており、第1のバスバー10の貫通孔12に第2のバスバー14の突部16が挿入され、かしめられることによって第1及び第2のバスバー10,14が互いに接続されてバスバー接続体10,14を構成し、バスバー接続体10,14の一部が成形材料部52によって覆われている。このため、ハーネスによる接続よりも強固な接続が為された樹脂成形品50を得ることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品の製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法に用いられる第1及び第2のバスバーは、第1実施形態と同じであるが、成形金型の構成が一部、相違する。
本実施形態に用いられる成形金型60では、第1実施形態と同様に、上金型62,64と下金型66,68とを備えて構成されているが、上金型64の中央部に位置する空間部に、かしめ部材30が移動可能な状態で配置されている点で相違する。すなわち、所定の移動可能領域64aを有した状態で、かしめ部材30が上金型64内に配置されている。図示してはいないが、この移動可能領域64aには、弾性部材(例えば、ばね等)が配置されており、上金型62,64が接している状態では、かしめ部材30が移動しないが、上金型62,64が互い離れると、かしめ部材30が上方に移動するように付勢されている。上金型62,64の両端側にも空隙62b、64b,62c,64cが設けらえており、ばね等の弾性部材が配置されている。
また、下金型66,68の中央部に位置する空間部に、位置決め部材40が配置されている点では第1実施形態と同様であるが、位置決め部材40が移動可能な状態で配置されている点で相違する。本実施形態では、位置決め部材40の下端に空隙48を設けており、この空隙48にばね等の弾性部材を配置するようにしてもよい。
続いて、上述した成形金型60を用いてバスバーインサート樹脂成形品を製造する方法について、図8〜図13を参照して説明する。
まず、第1実施形態と同様に、第1のバスバー10と第2のバスバー14とを準備すると共に、成形金型60を準備する。
次に、図8に示されるように、上金型64と下金型66との間に、第1及び第2のバスバー10,14をそれらの長手方向が揃い且つそれぞれの配置箇所が長手方向にずれるように位置合わせを行う。その後、図示矢印に示すように、第1のバスバー10の貫通孔12に第2のバスバー14の突部16を挿入し、その状態で第1及び第2のバスバー10,14を下金型66上に配置する(図9参照)。
この配置の際、第2のバスバー14の突部16の裏面側に空隙18が形成されているので、図9に示されるように、位置決め部材40の挿入部46をこの空隙18に一部の空隙を残した状態で挿入し、これにより、第2のバスバー14の下金型66に対する位置決めが為される。第1のバスバー10は、第2のバスバー14の突部16によって位置決めされており、位置決め部材40によって、第1のバスバー10も間接的に、下金型66に対して位置決めされる。
第1及び第2のバスバー10,14が下金型66に対して位置決めされると、上金型62,64が一体となって、図示矢印に示すように、下金型66に向かって下降する。この下降動作により、図10に示されるように、上金型62,64内に配置されているかしめ部材30のかしめ面36等によって、第2のバスバー14の突部16が、第1のバスバー10の貫通孔12の径よりも広がるように押しつぶされ、第1のバスバー10の上面の一部に密着して引っかかるかしめ領域16aへと変形させられる(図13参照)。このかしめ領域16aが形成されることにより、第1及び第2のバスバー10,14が互いに固定されたバスバー接続体がまず形成される。
次に、バスバー接続体10,14が形成されると、上金型62が上金型64に対して上方に所定距離移動する(図11参照)。この移動に伴い、かしめ部材30が、移動可能領域64aに設けられた弾性部材により所定距離上方に移動し、かしめ面36とかしめ領域16aの表面との間に所定の空隙が形成される。その後、図11に示されるように、バスバー接続体10,14のかしめ領域16aを覆うように成形金型60内に成形材料72が注入され、成形金型60を用いて所定のインサート成形が行われる。
以上により、図12及び図13に示されるように、バスバーインサート樹脂成形品70が取得される。
バスバーインサート樹脂成形品70は、第1及び第2のバスバー10,14と成形材料部72とを備えている。バスバーインサート樹脂成形品70は、第1実施形態と同様に、第1のバスバー10の貫通孔12に第2のバスバーの突部16が挿入され、かしめられることによって互いに接続されている。そして、バスバーインサート樹脂成形品70は、このように互いに接続固定されたバスバー接続体10,14のかしめ領域16aを成形材料部72で覆う構成となっている。
以上のように、本実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品70の製造方法では、第1実施形態と同様に、成形金型60のかしめ部材30を用いてバスバー接続体10,14を取得すると共に、このバスバー接続体10,14のかしめ領域16aに成形材料72を注入して、その成形金型60によってインサート成形を行ってバスバーインサート樹脂成形品70を取得するようになっている。このため、成形金型60内において、バスバー10,14同士が互いに接続されたバスバー接続体10,14を得ることができると共に、そのバスバー接続体10,14を用いてバスバーインサート樹脂成形品70をそのまま同じ成形金型60で取得することができる。
また、本実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品70の製造方法では、バスバーインサート樹脂成形品70を取得する工程において、成形材料72がバスバー接続体10,14におけるかしめ領域16aを覆うようにインサート成形を行うようになっている。これにより、バスバー接続体10,14におけるかしめ領域16aを成形材料72によって保護させることが可能となる。つまり、バスバーインサート樹脂成形品70では、第1及び第2のバスバーがかしめられた領域16aが絶縁性の成形材料72によって覆われていることになる。このため、本実施形態に係るバスバーインサート樹脂成形品70によれば、かしめられた領域16aの絶縁性を確保することができる。
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、種々の変形を適用できる。例えば、上記実施形態では、かしめ部材として、図14に示すかしめ部材30を用いた例を示したが、図15に示すように、球面状のかしめ面36を有せず、水平面36aを有するかしめ部34aを備えたかしめ部材30aを用いてもよいし、または、図16に示すように、かしめ部34bよりも径が小さい先端部36bを備えたかしめ部材30bを用いてもよい。
さらに、上面から見た際に、かしめ領域16aが円形になるようにかしめるだけでなく、図17のような矩形形状のかしめ面36cを有するかしめ部材30cを用いて、第2のバスバー14の突部16をかしめて、上面から見た際のかしめ領域16aが矩形となるようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、位置決め部材として、図18に示す位置決め部材40を用いた例を示したが、図19に示すように、角柱形状の位置決め部42a及びベース部44aを有する位置決め部材40aを用いてもよい。この場合、挿入部46aの形状が位置決め部材40と異なるものを形成することが可能となる。
また、上述した実施形態では、第1及び第2のバスバー10,14をその長手方向が揃うように平行配置してバスバー接続体を形成するようにしていたが、第1及び第2のバスバー10,14をその長手方向が交差するよう(例えばL字状)に配置して、バスバーインサート樹脂成形品を製造するようにしてもよい。このような配置を組み合わせることで、複雑なバスバー組立体を単純な矩形形状のバスバーから容易に作製することが可能となる。
10…第1のバスバー、12…貫通孔、14…第2のバスバー、16…突部、16a…かしめ領域、18…空隙、20,60…成形金型、30,30a,30b,30c…かしめ部材、40,40a…位置決め部材、50,70…バスバーインサート樹脂成形品、52,72…成形材料部。

Claims (5)

  1. 貫通孔を有する第1のバスバー及び前記貫通孔に対応する突部を有する第2のバスバーを準備する工程と、
    前記突部をかしめ可能なかしめ部材を内部に有する成形金型を準備する工程と、
    前記第1のバスバーの前記貫通孔に前記第2のバスバーの前記突部を挿入した状態で前記第1及び第2のバスバーを前記成形金型内に配置する工程と、
    前記成形金型の前記かしめ部材を用いて前記第1及び第2のバスバーをかしめて互いに連結されたバスバー接続体を取得する工程と、
    かしめによって互いに連結された前記バスバー接続体の周りに成形材料を注入して前記成形金型によってインサート成形を行い、バスバーインサート樹脂成形品を取得する工程と、
    を備えたことを特徴とするバスバーインサート樹脂成形品の製造方法。
  2. 前記バスバーインサート樹脂成形品を取得する工程において、前記成形材料が前記バスバー接続体におけるかしめ部を覆うようにインサート成形を行うことを特徴とする請求項1に記載のバスバーインサート樹脂成形品の製造方法。
  3. 前記第2のバスバーには、前記突部の裏面側に開口する位置決め用の凹部が形成されており、
    前記第1及び第2のバスバーを前記成形金型に配置する工程において、前記成形金型の位置決め部材を前記凹部に挿入することで前記第2のバスバーの前記成形金型に対する位置決めが為されることを特徴とする請求項1又は2に記載のバスバーインサート樹脂成形品の製造方法。
  4. 貫通孔を有する第1のバスバーと、前記貫通孔に対応する突部を有する第2のバスバーと、成形材料とを備えたバスバーインサート樹脂成形品であって、
    前記第1のバスバーの前記貫通孔に前記第2のバスバーの前記突部が挿入され、かしめられることによって前記第1及び第2のバスバーが互いに接続されてバスバー接続体を構成し、前記バスバー接続体の少なくとも一部が前記成形材料によって覆われていることを特徴とするバスバーインサート樹脂成形品。
  5. 前記第1及び第2のバスバーがかしめられた領域が絶縁性の成形材料によって覆われていることを特徴とする請求項4に記載のバスバーインサート樹脂成形品。
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