KR101583127B1 - 유체 필터장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 필터장치에 관한 것으로, 일단에 개구부(15)를 형성하면서 외부 몸체를 이루는 케이스(3); 입수구(17)를 통해 상기 수납공간(13)으로 유입된 유체를 여과하여 출수구(19)를 통해 배출하는 여과수단(5); 상기 개구부(15)를 개폐하도록 상기 케이스(3) 일단의 외주면에 착탈 가능하게 결합되는 캡(7); 상기 캡(7)이 상기 개구부(15)에 결합될 때 상기 케이스(3) 내주면에 착탈 가능하게 삽입되는 마개수단(9); 및 상기 마개수단(9)의 외주면과 상기 케이스(3) 내주면 사이를 밀봉하는 밀봉수단(11);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 따라서 케이스와 캡을 결합할 때 밀봉수단이 케이스와 캡 사이에서 압착되거나 손상되지 않으므로, 밀봉수단의 내구강도, 가용수명은 물론, 필터장치의 밀봉성능을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

Description

유체 필터장치{Fluid Filtering Device}

본 발명은 유체 필터장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여과수단을 담는 케이스와 케이스의 개구부를 마감하는 캡 사이를 별도의 마개수단 및 밀봉수단에 의해 밀봉함으로써 밀봉성능을 높이고 밀봉수단의 내구강도를 향상시킨 유체 필터장치에 관한 것이다.

일반적으로 필터장치란 물리적 또는 화학적인 방법으로 물을 걸러 불순물이나 이물질을 제거하는 기구로서, 수도전에 직접 연결하여 사용하는 형태와 용기에 담은 물을 토출 시 여과하는 형태로 대별할 수 있는 바, 어느 형태이든 내부에 물을 여과하기 위한 여과수단 즉, 필터를 구비하고 있다.

그런데, 위와 같은 필터는 영구적인 사용이 불가하므로, 사용수명이 다되면 신품으로 교체를 하여야 하는 바, 따라서 필터장치의 케이스는 필터를 교체할 수 있도록 케이스 몸체의 일측에 개구부가 형성되어 있으며, 당연히 개구부 위에는 개구부를 착탈식 개폐하기 위한 캡이 결합되는데, 이때, 케이스와 캡 사이에는 그 사이의 틈새로 여과된 유체가 새어나가는 것을 방지하기 위해 밀봉링과 같은 밀봉수단이 개재된다.

이러한 케이스와 캡 그리고 밀봉수단에 의한 밀봉구조의 일예로서 본 출원인 명의로 등록된 등록특허 제10-1069636호의 필터장치를 들 수 있다. 이 필터장치는 도 1에 도면부호 101로 도시된 바와 같이, 외체를 이루는 케이스(103), 이 케이스(103) 내에 장착되어 케이스(103) 내부의 수납공간(113)으로 유입된 물과 같은 유체를 여과하는 여과수단(105), 케이스(103) 내부로 여과수단(105)을 집어넣기 위해 개방된 케이스(103) 상단의 개구부(115)를 개폐하는 캡(107), 그리고 케이스(103)와 캡(107) 사이에 개재되어 이들 사이의 틈새를 밀봉하는 밀봉수단(109)로 이루어지는 바, 케이스(103) 상단의 개구부(115) 위에 캡(107)을 체결할 때, 케이스(103) 외주면의 수나사부(126)가 캡(107) 내주면의 암나사부(127)와 나사 결합되도록 한다.

그런데, 밀봉수단(109)이 케이스(103)와 캡(107) 사이에 개재되어 있으므로, 필터장치(101)는 케이스(103)와 캡(107)을 체결할 때마다 반복적으로 밀봉수단(107)을 압착하게 되고, 따라서 밀봉수단(107)에 손상을 가져오며, 결과적으로 밀봉성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 수나사의 나사 높이만큼 케이스(103)의 두께가 더 얇아지게 할 수 밖에 없고 수납공간(113) 내에 작용하는 유체의 압력이 캡(107)의 암나사부(127)를 통해 케이스(103)의 수나사부(126)에 전달되어, 수나사부(126)의 골부분에 응력이 집중되어 내구강도가 저하되는 문제점도 있었다.

KR 10-1069636

본 발명은 위와 같은 종래의 필터장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 외체를 이루는 케이스와 케이스의 개구부를 마감하는 캡 사이를 별도의 마개수단에 결합된 밀봉수단에 의해 밀봉함으로써, 밀봉수단의 내구강도를 높이고, 결과적으로 필터장치의 밀봉성능을 높이고자 하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일단에 개구부를 형성하면서 외부 몸체를 이루며, 내부의 수납공간 일측에 입수구가, 타측에 출수구가 형성된 케이스; 상기 케이스 내에 수납되어, 상기 입수구를 통해 상기 수납공간으로 유입된 유체를 여과하여 상기 출수구를 통해 배출하는 여과수단; 상기 개구부를 개폐하도록 상기 케이스 일단의 외주면에 착탈 가능하게 결합되는 캡; 상기 캡 안쪽에 동축 상으로 연결되어, 상기 캡이 상기 개구부에 결합될 때 상기 케이스 내주면에 착탈 가능하게 삽입되는 마개수단; 및 상기 마개수단의 외주면과 상기 케이스 내주면 사이에 개재되어, 상기 마개수단과 상기 케이스 사이를 밀봉하는 밀봉수단;을 포함하여 이루어지며, 상기 마개수단은, 상기 개구부 측 상기 케이스 내주면에 착탈 가능하게 삽입되어 상기 개구부를 마감하는 케이싱부재; 및 상기 케이싱부재의 중심에 동축 상으로 결합되어 외측단이 상기 캡 안쪽에 연결되는 연결부재;를 포함하여 이루어지되, 상기 연결부재는 상기 캡에 대해서는 상대 회전하지 않도록 고정되는 반면, 상기 케이싱부재에 대해서는 상대 회전하도록 미끄럼 가능하게 결합되는 유체 필터장치를 제공한다.
또한, 상기 밀봉수단은 상기 마개수단의 외주면과 상기 케이스의 내주면 사이에 개재되도록, 상기 마개수단의 외주면에 감겨진 적어도 하나 이상의 밀봉링인 것이 바람직하다.

삭제

또한, 상기 케이스는 상기 캡을 착탈 가능하게 결합하도록 상기 개구부 측 말단에 체결부가 형성되며, 상기 마개수단은 내측 말단이 상기 체결부보다 더 깊이 상기 케이스 안으로 연장되고, 상기 밀봉수단은 상기 마개수단의 내측 말단에 감겨 상기 수납공간 내 유체압력이 상기 체결부에 작용하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

삭제

또한, 상기 마개수단은 상기 연결부재와 상기 케이싱부재 사이의 미끄럼 접촉면에 개재된 밀봉부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유체 필터장치에 따르면, 케이스 상단에 마개수단을 삽입하여 마개수단에 감은 밀봉수단을 통해 마개수단과 케이스 사이를 밀봉함으로써, 케이스와 캡을 결합할 때 밀봉수단이 케이스와 캡 사이에서 압착되어 손상되는 것을 피할 수 있으므로, 밀봉수단의 내구강도를 높이고, 가용수명을 늘릴 수 있게 되며, 따라서 필터장치의 밀봉성능을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 캡을 케이스 상단에 돌려 끼울 때, 케이스 내주면 상에 밀착된 밀봉수단과 밀봉수단이 감겨 있는 마개수단의 케이싱부재가 캡에 부착된 마개수단의 연결부재에 대해 미끄지기 때문에 캡과 함께 돌아가지 않게 됨으로써 결과적으로 회전 시 발생하는 밀봉수단의 마모 손상을 억제할 수 있게 되고, 따라서 마찬가지로 밀봉수단의 내구강도와 가용수명 그리고 필터장치의 밀봉성능을 향상시킬 수 있게 된다.

아울러, 밀봉수단이 감기는 마개수단의 하단 부분이 케이스 상단의 체결부보다 더 아래쪽에 위치하므로, 케이스 내부에 발생하는 유체압력을 밀봉수단에 의해 체결부 아래로 제한할 수 있게 되며, 따라서 체결부가 가공된 케이스, 더 나아가 필터장치의 내구강도를 일층 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 필터장치를 도시한 정단면도.
도 2는 본 발명에 따른 유체 필터장치의 정단면도.
도 3은 도 2의 분해 사시도.
도 4는 도 2의 상단 부분을 상세 도시한 확대 단면도.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 필터장치를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 유체 필터장치는 도 2 및 도 3에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 케이스(3), 여과수단(5), 캡(7), 마개수단(9), 및 밀봉수단(11)을 포함하여 구성된다.

여기에서, 상기 케이스(3)는 필터장치(1)의 외부 몸체를 이루는 중공 원통체로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 여과수단(5) 등을 수용하기 위한 수납공간(13)이 내부에 형성되며, 이 수납공간(13)으로 여과수단(5) 등을 삽입하기 위해 일단에 개구부(15)가 형성된다. 또한, 케이스(3)는 수납공간(13)의 일측에 즉, 예컨대 도 2에 도시된 것처럼, 케이스(3)의 중간에 입수구(17)가 형성되어, 여과 대상인 유체 즉, 물 등이 외부의 급수원으로부터 수납공간(13)으로 유입될 수 있도록 한다. 또, 케이스(3)는 개구부(15)와 대향한 케이스(3)의 타측에 즉, 예컨대 도 2에 도시된 것처럼, 케이스(3)의 하단에 출수구(19)가 형성되어, 수납공간(13) 내에서 여과수단(5)에 의해 여과된 유체가 외부의 사용처로 배출될 수 있도록 한다. 아울러, 케이스(3)는 개구부(15)가 형성된 상단 외주면에 캡(7)을 결합하기 위한 수나사 형태의 체결부(26)가 가공되어 있고, 출수구(19)가 형성된 하단면에는 출수구(19)로부터 삽입관(21)이 돌출되어 여과수단(5)을 끼울 수 있도록 되어 있다.

상기 여과수단(5)은 케이스(3) 안으로 유입된 유체를 여과하는 부재로서, 용도에 따라 침전필터나 흡착필터 등 다양한 종류의 필터가 적용될 수 있으며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 개구부(15)를 통해 착탈 가능하도록 케이스(3) 수납공간(13)에 삽입되어 장착된다. 따라서, 여과수단(5)은 입수구(17)를 통해서 수납공간(13)으로 유입된 유체를 여과하여 출수구(19)를 통해서 외부로 배출한다. 이를 위해 여과수단(5)은 하단 부분이 삽입관(21)에 동축 상으로 삽입되어 출수구(19)와 정렬됨으로써, 중공부(23)의 유체가 출수구(19)를 통해 원활히 배출될 수 있도록 한다. 또한, 여과수단(5)은 출수구(19)와 대향한 상단 부분에 마감캡(25)이 삽입되어, 입수구(17)를 통해 수납공간(13)으로 유입된 유체가 여과수단(5)을 거치지 않고 직접 여과수단(5)의 중공부(23)로 유입되는 것을 방지한다.

상기 캡(7)은 케이스(3)의 개구부(15)를 개폐하는 수단으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(3) 일단 즉, 상단의 외주면에 예컨대, 나사식으로 착탈 가능하게 결합되는 바, 케이스(3)의 수납공간(13)에 여과수단(5)을 삽입, 장착하기 위해 개구부(15)를 개방하고, 장착이 완료된 후 개구부(15)를 폐쇄하는 역할을 한다. 이를 위해, 캡(7)의 내주면 하단에는 케이스(3)의 체결부(26)와 나사 결합되는 암나사 형태의 체결부(27)가 가공된다.

상기 마개수단(9)은 캡(7)과 더불어 케이스(3) 개구부(15)를 밀폐하는 부재로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 캡(7) 안쪽의 내주면 중심에 동축 상으로 연결되는 바, 캡(7)이 개구부(15)에 결합될 때 캡(7)과 함께 케이스(3) 내주면에 착탈 가능하게 삽입된다. 이와 같이, 마개수단(9)은 도 2에 도시된 것처럼, 캡(7) 안쪽에 일체로 결합되어 캡(7)과 함께 케이스(3) 개구부(15)에 삽입되는 바, 개구부(15)로부터 케이스(3) 내주면을 따라 하향 연장됨으로써, 하기의 밀봉수단(11)을 케이스(3) 내주면과의 사이에 감을 수 있는 자리를 제공하며, 따라서 캡(7)을 대신하여 케이스(3) 내주면과의 수밀성능을 유지한다.

이를 위해, 마개수단(9)은 다양한 형태로 제작이 가능하나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 케이싱부재(31)와 연결부재(33)로 구성되며, 밀봉링(35)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 케이싱부재(31)는 마개수단(9)의 몸체로서, 도면 상 위쪽으로 닫힌 짧은 원통관의 형태로 되어 있다. 따라서, 케이싱부재(31)는 캡(7)이 케이스(3) 상단 외주면 상에 결합될 때, 케이스(3) 상단 내주면 상에 착탈 가능하게 삽입되어, 개구부(15)를 바깥쪽에서 마감하는 캡(7)과 더불어 개구부(15)를 안쪽에서 마감한다.

또한, 상기 연결부재(33)는 위와 같은 케이싱부재(31)를 캡(7) 내측에 결합하는 수단으로서, 케이싱부재(31)의 중심 축선을 따라 동축 상으로 결합되는 바, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 케이싱부재(31)를 관통하여 미끄럼 가능하게 삽입될 수 있다. 이때, 연결부재(33)는 케이싱부재(31) 외부로 돌출된 외측단이 캡(7) 안쪽에 직접 부착됨으로써 캡(7)에 연결될 수 있다. 도 2에서는 연결부재(33)과 캡(7)의 결합방법을 도시하지는 않았지만, 일반적으로 접착제나, 혹은 플라스틱의 경우 용제를 사용할 수도 있고, 경우에 따라 나사 결합, 억지끼워맞춤 등의 결합방법을 사용할 수 있을 것이다. 이에 따라, 연결부재(33)는 마치 힌지핀과 같이, 외측단이 부착된 캡(7)과는 일체로 되어 상대 회전하지 않도록 고정되는 반면, 둘레에 미끄럼 가능하게 끼워진 케이싱부재(31)와는 상대 회전이 가능하게 된다. 따라서, 캡(7)을 케이스(3) 상단에 결합하기 위해 회전시킬 때, 캡(7)과 일체로 되어 있는 연결부재(33)만 캡(7)과 함께 회전할 뿐, 케이싱부재(31)는 케이스 내면과의 마찰력에 의해 회전하지 않고 케이스(3) 안으로 삽입될 뿐이므로, 케이싱부재(31) 외주면에 감겨 있는 밀봉수단(11)의 마모를 최소화할 수 있게 된다.

아울러, 상기 밀봉링(35)은 연결부재(33)와 케이싱부재(31) 사이를 밀봉하는 수단으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 연결부재(33)의 외주면과 연결부재(33)가 삽입되는 케이싱부재(31)의 삽입공(37) 내주면 사이에 개재되어, 연결부재(33)와 케이싱부재(31)가 상대 회전 가능하도록 미끄럼 접촉되면서도 밀봉을 유지하도록 한다.

상기 밀봉수단(11)은 위에서 언급한 바와 같이, 마개수단(9)과 케이스(3) 사이를 밀봉하여 케이스(3)의 수밀성능을 유지하는 부재로서, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 마개수단(9)의 외주면 즉, 케이싱부재(31)의 외주면과 케이스(3) 상단의 내주면 사이에 개재된다. 이와 같이, 밀봉수단(11)은 밀봉부재로서 다양한 형태나 배치를 취할 수 있으나, 도시된 것처럼 하나 이상의 밀봉링으로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 밀봉수단(11)은 환형의 링체로서, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 케이싱부재(31) 외주면에 형성된 환형 시트(39)에 끼워져, 마개수단(9) 즉, 케이싱부재(31)의 외주면에 움직이지 않게 감김으로써, 마개수단(9)의 외주면과 케이스(3)의 내주면 사이를 밀봉한다.

특히, 밀봉수단(11)은 마개수단(9)의 내측 말단 즉, 도면 상 하단에 감기는 것이 바람직한데, 이는 밀봉수단(11)이 케이스(3) 상단에 가공된 체결부(26)보다 더 아래쪽에 위치함으로써 수납공간(13) 내에 작용하는 유체압력이 체결부(26) 이면에 작용하지 않도록 하기 위함이다. 이는 체결부(26)은 다른 부분에 비해 두께가 얇게 할 수 밖에 없으므로 강도가 약해지기 때문이다. 이때 마개수단(9)은 밀봉수단(11)이 체결부(26)보다 아래쪽에 배치될 수 있도록 내측 말단 즉, 하단이 체결부(26)보다 더 깊이 연장되어야 한다.

이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 필터장치(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 유체 필터장치(1)는 도 3의 분해 상태에서 도 2와 같이 조립하고자 할 때, 먼저 케이스(3) 내부에 여과수단(5)을 삽입하여 장착한다. 이때, 여과수단(5)은 중공부(23) 하단이 삽입관(21)에 직접 또는 필터연결부재(41)를 통해 삽입되어 출수구(19)와 정렬된다. 또, 여과수단(5)의 상단에는 마감캡(25)이 중공부(23)에 삽입되어 중공부(23)를 수납공간(13)과 격리시킨다.

그리고 나서, 케이스(3) 개구부(15)에 캡(7)을 결합하는데, 그 전에 먼저 마개수단(9)을 캡(7) 내측면에 부착하여야 하며, 마개수단(9)이 도시된 것처럼 케이싱부재(31)와 연결부재(33)로 이루어진 경우 마개수단(9)의 부착에 앞서 케이싱부재(31)와 연결부재(33)를 결합한다. 이를 위해, 연결부재(33)의 외주면 상에 밀봉링(35)을 먼저 감고 케이싱부재(31)의 저면으로 즉, 도면 상 아래쪽에서 연결부재(33)를 케이싱부재(31)의 삽입공(37)에 끼운다. 이때, 케이싱부재(31)의 외주면 하단의 환형 시트(39)에도 도시된 것처럼 밀봉수단(11)이 감겨진 상태이다. 끝으로, 마개수단(9)의 조립이 완료되면, 접착제를 묻힌 연결부재(33)를 마개수단(9) 상단으로 돌출시켜 캡(7) 중심에 삽입하여 부착함으로써 마개수단(9)을 캡(7)과 일체화시킨다.

이렇게 해서 마개수단(9)이 조립되면 캡(7)을 케이스(3)에 결합하는데, 특히 체결부(19,27)가 나사식으로 가공된 경우, 마개수단(9)을 개구부(15) 내주면에 살짝 끼운 상태에서 체결부(19,27)가 나사 결합되도록 캡(7)을 회전시킨다. 이때, 밀봉수단(11)과 케이스(3) 내주면 사이의 마찰력이 밀봉링(35)과 삽입공(37) 사이의 마찰력보다 크기 때문에 연결부재(33)는 캡(7)과 함께 회전하더라도, 케이싱부재(31)에 대해 상대 회전을 일으키므로, 케이싱부재(31)와 밀봉수단(11)은 결과적으로 캡(7)이 회전하여도 전혀 회전을 하지 않게 된다. 따라서, 밀봉수단(11)은 캡(7)을 케이스(3)에 돌려 끼울 때 마찰로 인한 손상을 전혀 받지 않는다.

이에 따라, 유체 필터장치(1)의 조립이 완료되면, 조립된 유체 필터장치(1)는 입수구(17)를 수도꼭지나 호스 등에 연결되어 입수구(17)를 통해 수납공간(13)으로 유입된 물과 같은 유체를 도 2의 화살표 방향으로 여과수단(5)을 통과시켜 여과하며, 여과된 유체는 출수구(19)를 통해 사용처로 공급된다.

이때, 마개수단(9)의 하단에 결합된 밀봉수단(11)이 케이스(3) 체결부(26) 아래쪽에서 케이스(3) 내주면에 밀착되므로, 유체로 인해 수납공간(13) 내에 발생한 압력은 체결부(26)에 전혀 영향을 미치지 못하며, 따라서 체결부(26)는 내구강도를 높이면서 유체 필터장치(1)의 밀봉성능을 높일 수 있게 된다.

1 : 유체 필터장치 3 : 케이스
5 : 여과수단 7 : 캡
9 : 마개수단 11 : 밀봉수단
13 : 수납공간 15 : 개구부
17 : 입수구 19 : 출수구
21 : 삽입관 23 : 중공부
25 : 마감캡 26, 27 : 체결부
31 : 케이싱부재 33 : 연결부재
35 : 밀봉링 37 : 삽입공39 : 환형 시트
41 : 필터연결부재

Claims (5)

1. 일단에 개구부(15)를 형성하면서 외부 몸체를 이루며, 내부의 수납공간(13) 일측에 입수구(17)가, 타측에 출수구(19)가 형성된 케이스(3);
   상기 케이스(3) 내에 수납되어, 상기 입수구(17)를 통해 상기 수납공간(13)으로 유입된 유체를 여과하여 상기 출수구(19)를 통해 배출하는 여과수단(5);
   상기 개구부(15)를 개폐하도록 상기 케이스(3) 일단의 외주면에 착탈 가능하게 결합되는 캡(7);
   상기 캡(7) 안쪽에 동축 상으로 연결되어, 상기 캡(7)이 상기 개구부(15)에 결합될 때 상기 케이스(3) 내주면에 착탈 가능하게 삽입되는 마개수단(9); 및
   상기 마개수단(9)의 외주면과 상기 케이스(3) 내주면 사이에 개재되어, 상기 마개수단(9)과 상기 케이스(3) 사이를 밀봉하는 밀봉수단(11);을 포함하여 이루어지며,
   상기 마개수단(9)은,
   상기 개구부(15) 측 상기 케이스(3) 내주면에 착탈 가능하게 삽입되어 상기 개구부(15)를 마감하는 케이싱부재(31); 및
   상기 케이싱부재(31)의 중심에 동축 상으로 결합되어 외측단이 상기 캡(7) 안쪽에 연결되는 연결부재(33);를 포함하여 이루어지되,
   상기 마개수단(9)은 상기 연결부재(33)와 상기 케이싱부재(31) 사이의 미끄럼 접촉면에 개재된 밀봉링(35)을 더 포함하고,
   상기 연결부재(33)는 상기 캡(7)에 대해서는 상대 회전하지 않도록 고정되는 반면, 상기 케이싱부재(31)에 대해서는 상대 회전하도록 미끄럼 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 유체 필터장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 밀봉수단(11)은 상기 마개수단(9)의 외주면과 상기 케이스(3)의 내주면 사이에 개재되도록, 상기 마개수단(9)의 외주면에 감겨진 적어도 하나 이상의 밀봉링인 것을 특징으로 하는 유체 필터장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 케이스(3)는 상기 캡(7)을 착탈 가능하게 결합하도록 상기 개구부(15) 측 말단에 체결부(26)가 형성되며,
   상기 마개수단(9)은 내측 말단이 상기 체결부(26)보다 더 깊이 상기 케이스(3) 안으로 연장되고,
   상기 밀봉수단(11)은 상기 마개수단(9)의 내측 말단에 감겨 상기 수납공간(13) 내 유체압력이 상기 체결부(26)에 작용하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유체 필터장치.
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