JPS58215260A - Ａｌ合金中空カムシヤフトの製造方法 - Google Patents
Ａｌ合金中空カムシヤフトの製造方法Info
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- JPS58215260A JPS58215260A JP9845082A JP9845082A JPS58215260A JP S58215260 A JPS58215260 A JP S58215260A JP 9845082 A JP9845082 A JP 9845082A JP 9845082 A JP9845082 A JP 9845082A JP S58215260 A JPS58215260 A JP S58215260A
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- camshaft
- cam shaft
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- casting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、Ａｔ合金中空カムシャフトの製造方法に関
する。
する。
従来、エンジンの動弁機構を構成するカムシャフトには
、このカムシャフトの１１１心部分に中空部全形成し、
これによってカムシャフトの重量軽減および慣性モーメ
ントの低減をはかると共に、この中空部を給油孔として
利用し、カム、ロッカーおよびジャーナル部分Ω閘耗や
焼付全低減するようにしたものがある。
、このカムシャフトの１１１心部分に中空部全形成し、
これによってカムシャフトの重量軽減および慣性モーメ
ントの低減をはかると共に、この中空部を給油孔として
利用し、カム、ロッカーおよびジャーナル部分Ω閘耗や
焼付全低減するようにしたものがある。
カムシャフトのＩＪｉ ：ｋｊｌ ９．減音はかると、
回転時の慣性モーメントが低減されるため、これに付随
してバルブ、スプリング、コレット、リテーナ、ロッカ
ー等の動弁機構全体の重量軽減が可能となり、また、動
弁系の東ｔ ４１． ｆｉによってカムシャフトに加わ
る負荷も低源、されるという相乗効果が生ずるので、エ
ンジンの動力性能の向上および燃費の向上に右動に作用
することとなる。従って、カムシャフト全中空状とする
ことに加えて、Ａｔ合金で構成することによって大幅な
重量軽減が可能となるので、著しく有効なものとなるが
、一般にＡｔ合金は摺＠摩耗−に件下において焼付、４
耗および凝着等の問題を起こしやすいため、カムシャフ
トの素材として十分でないというのが現状である。
回転時の慣性モーメントが低減されるため、これに付随
してバルブ、スプリング、コレット、リテーナ、ロッカ
ー等の動弁機構全体の重量軽減が可能となり、また、動
弁系の東ｔ ４１． ｆｉによってカムシャフトに加わ
る負荷も低源、されるという相乗効果が生ずるので、エ
ンジンの動力性能の向上および燃費の向上に右動に作用
することとなる。従って、カムシャフト全中空状とする
ことに加えて、Ａｔ合金で構成することによって大幅な
重量軽減が可能となるので、著しく有効なものとなるが
、一般にＡｔ合金は摺＠摩耗−に件下において焼付、４
耗および凝着等の問題を起こしやすいため、カムシャフ
トの素材として十分でないというのが現状である。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、耐焼付性、耐摩＝１性、 ｆｆ１ｉ１凝着性
等にすぐれると共に、動弁機構の軽量化も可能であるｋ
Ａ合金種のカムシャツトラ得ることができる製造方法ｆ
ｃ提供すること全目的としている。
たもので、耐焼付性、耐摩＝１性、 ｆｆ１ｉ１凝着性
等にすぐれると共に、動弁機構の軽量化も可能であるｋ
Ａ合金種のカムシャツトラ得ることができる製造方法ｆ
ｃ提供すること全目的としている。
この発明は、カムシャフトの形状に対応した鋳造空間部
を有し且つ該カムシャフトの回転中心と同心で回転する
鋳型内に、Ａｔ合金溶湯よりも比重の大きい改質粒子を
含んだｌｔ合金複合溶湯金入れ、前記カムシャフトの外
周側に前記改質粒子ヲ曖先的に偏在させ且つカムシャフ
トの軸心部分に中空部を形成させ／ζ状態で前記Ａｔ合
金複合溶湯を凝固させることによって、Ａｔ合金中空カ
ムシャフトを製造するようにしたこと’を特徴としてい
る。
を有し且つ該カムシャフトの回転中心と同心で回転する
鋳型内に、Ａｔ合金溶湯よりも比重の大きい改質粒子を
含んだｌｔ合金複合溶湯金入れ、前記カムシャフトの外
周側に前記改質粒子ヲ曖先的に偏在させ且つカムシャフ
トの軸心部分に中空部を形成させ／ζ状態で前記Ａｔ合
金複合溶湯を凝固させることによって、Ａｔ合金中空カ
ムシャフトを製造するようにしたこと’を特徴としてい
る。
この発明において使用されるｋｔ合金としては、ｋｔに
、Ｓｌ 、 Ｃｕ 、 Ｍｇ 、 Ｎｉ等の元素全添加
した鋳造用に適する合金が使用される。また、このｋ１
合金よりも比重の大きい改質粒子としては、Ａｔ２０３
． ＴｉＮ 、 ＢＮ 、 ５ｔ３Ｎ４＃ ＴｉＣ、’
ｒａｃ 、 Ｗｅ 。
、Ｓｌ 、 Ｃｕ 、 Ｍｇ 、 Ｎｉ等の元素全添加
した鋳造用に適する合金が使用される。また、このｋ１
合金よりも比重の大きい改質粒子としては、Ａｔ２０３
． ＴｉＮ 、 ＢＮ 、 ５ｔ３Ｎ４＃ ＴｉＣ、’
ｒａｃ 、 Ｗｅ 。
３ ｉＣ、ＭｏＳ２ 、 ｗｓ２ ｒ Ｐｂ 等ノｅ
化物ｒ 窒化Ｑ”Ｊ ＋ 炭化物、硫化物、硼化物１元
素単体など、高硬度あるいは高潤滑性を有する物質の粉
末全使用するととができる。さらに、軽量粒子（カーボ
ン等の高潤滑物質）の表面にＣｕ 、 、Ｎｉ等の高比
重材を被覆してＡｔ合金溶湯上りも比重を大きくしたも
のも使用できる。
化物ｒ 窒化Ｑ”Ｊ ＋ 炭化物、硫化物、硼化物１元
素単体など、高硬度あるいは高潤滑性を有する物質の粉
末全使用するととができる。さらに、軽量粒子（カーボ
ン等の高潤滑物質）の表面にＣｕ 、 、Ｎｉ等の高比
重材を被覆してＡｔ合金溶湯上りも比重を大きくしたも
のも使用できる。
このように、Ａｔ合金溶湯よりも比重の大きい改質粒子
を含んだＡｔ合合金金溶湯金、カムシャフトの形状に対
応した鋳造空間部を有し且つ該カムシャフトの回転中心
と同心で回転する鋳型内に入れ、前記Ａｔ合金複合溶湯
に遠心力を与えることによって、前記改質粒子ケカムシ
ャフトの外周１１１１に均一に偏在させ、同時にカムシ
ャフトのにｈ心部分に中空部を形成させた状態で凝固さ
せ、これにより表面の耐焼（＝Ｊ性や耐晰耗性に優れて
いると共に軽量であるカムシャフト６４る。
を含んだＡｔ合合金金溶湯金、カムシャフトの形状に対
応した鋳造空間部を有し且つ該カムシャフトの回転中心
と同心で回転する鋳型内に入れ、前記Ａｔ合金複合溶湯
に遠心力を与えることによって、前記改質粒子ケカムシ
ャフトの外周１１１１に均一に偏在させ、同時にカムシ
ャフトのにｈ心部分に中空部を形成させた状態で凝固さ
せ、これにより表面の耐焼（＝Ｊ性や耐晰耗性に優れて
いると共に軽量であるカムシャフト６４る。
以下、この発明の実施態様について説明する。
第１図および第２図は、この発明を実姉するのに使用し
た鋳造装置の一例を示すもので、１は鋳型枠、２は１５
型枠１を回転させる駆動機構、６は鋳型枠１を保持する
軸受である。鋳型枠１内には、カム部４ａおよびジャー
ナル部４ｂ２有するカムシャフト４の形状に対応した形
状のＦ１造空間部５０を有する鋳型５を取付け、鋳型５
の輪部を押え板６およびく烙び７によって田定した構造
をなす。
た鋳造装置の一例を示すもので、１は鋳型枠、２は１５
型枠１を回転させる駆動機構、６は鋳型枠１を保持する
軸受である。鋳型枠１内には、カム部４ａおよびジャー
ナル部４ｂ２有するカムシャフト４の形状に対応した形
状のＦ１造空間部５０を有する鋳型５を取付け、鋳型５
の輪部を押え板６およびく烙び７によって田定した構造
をなす。
この場合、鋳型５は、鋳造されたカムシャフト４の取出
しが容易であるように、例えば第２図に示すごとく各カ
ム部４ａおよびジャーナル部４ｂ毎にそれぞれ部分した
分′＃ｌｌ鋳型５ａ、５ｂからなる構成としておくこと
も望ましい。このとき、各分割鋳型５ａ、５ｂの位置決
めは、ビンやキー等の手段によって容易になすことがで
きる。なお、鋳型枠１に対する鋳型５の固定金しっかり
と行い且つ鋳型枠１からの鋳型５の取り外しが容易に行
えるように、駆動機構２例の鋳型枠１の内径および鋳型
５の外径を押え板６側における各々の内径および外径よ
りも小さくしている。
しが容易であるように、例えば第２図に示すごとく各カ
ム部４ａおよびジャーナル部４ｂ毎にそれぞれ部分した
分′＃ｌｌ鋳型５ａ、５ｂからなる構成としておくこと
も望ましい。このとき、各分割鋳型５ａ、５ｂの位置決
めは、ビンやキー等の手段によって容易になすことがで
きる。なお、鋳型枠１に対する鋳型５の固定金しっかり
と行い且つ鋳型枠１からの鋳型５の取り外しが容易に行
えるように、駆動機構２例の鋳型枠１の内径および鋳型
５の外径を押え板６側における各々の内径および外径よ
りも小さくしている。
カムシャツ）ｆｆｉＷ造するに際しては、所定の成分割
合のＡｔ合金溶湯中に１該Ａｔ合金溶湯よりも比重の大
きい改・６粒子を混合分散させたＡｔ合合金金溶Ｉ％を
準備する。そして、駆動機構２を作動させて鋳型枠１お
よび鋳型５を所定の速度で回転させ、鋳型５の開口部５
ｄ（第１図右端側）より鋳造９間部５Ｃ内に前記ｋｔ合
合金金溶湯を所定量注入する。鋳型５内に注入されたＡ
ｔ合金複合溶湯８は、遠心力の作用を受けながら凝固す
ることとなるため、その凝固過程において、前記Ａｔ合
金複合溶湯８中の改質粒子９は、その比重差によってカ
ムシャフト４の外周側に優先的に偏在す−ることとなり
、その結果、カムシャフト４のカム部４ａおよびジャー
ナル部４ｂの外周部近傍、さらには改質粒子９の含有量
が多い鳴合にはカムシャフト４の軸部の外周部近傍にま
で改質粒子９が均一に偏在し、同時に上記遠心力によっ
てカムシャフト４の軸心部分に中空部４Ｃが形成された
状態となり、そのままｋ１合合金金溶湯８が凝固する。
合のＡｔ合金溶湯中に１該Ａｔ合金溶湯よりも比重の大
きい改・６粒子を混合分散させたＡｔ合合金金溶Ｉ％を
準備する。そして、駆動機構２を作動させて鋳型枠１お
よび鋳型５を所定の速度で回転させ、鋳型５の開口部５
ｄ（第１図右端側）より鋳造９間部５Ｃ内に前記ｋｔ合
合金金溶湯を所定量注入する。鋳型５内に注入されたＡ
ｔ合金複合溶湯８は、遠心力の作用を受けながら凝固す
ることとなるため、その凝固過程において、前記Ａｔ合
金複合溶湯８中の改質粒子９は、その比重差によってカ
ムシャフト４の外周側に優先的に偏在す−ることとなり
、その結果、カムシャフト４のカム部４ａおよびジャー
ナル部４ｂの外周部近傍、さらには改質粒子９の含有量
が多い鳴合にはカムシャフト４の軸部の外周部近傍にま
で改質粒子９が均一に偏在し、同時に上記遠心力によっ
てカムシャフト４の軸心部分に中空部４Ｃが形成された
状態となり、そのままｋ１合合金金溶湯８が凝固する。
ｋｔ合合金金溶湯８が凝固した後に、くさび７および押
え板６を取り外し、鋳型５とカムシャツ）４ｔ−Ｍ型枠
１から取り出す。次いで、鋳型５をそれぞれ分割鋳型５
ａ、５ｂ毎に型ばらししてカムシギフト４ケ取り出す。
え板６を取り外し、鋳型５とカムシャツ）４ｔ−Ｍ型枠
１から取り出す。次いで、鋳型５をそれぞれ分割鋳型５
ａ、５ｂ毎に型ばらししてカムシギフト４ケ取り出す。
そして、必要に応じてカムシャフト４の外周仕上げ衾行
い、′！！、た、中空部４Ｃに通じる給油孔を形成する
だめの機械加工全行い、さらには熱処理を施すことによ
って、軽量でかつ耐摩耗性、耐焼付性等の良好々カムシ
ャフト金得る。
い、′！！、た、中空部４Ｃに通じる給油孔を形成する
だめの機械加工全行い、さらには熱処理を施すことによ
って、軽量でかつ耐摩耗性、耐焼付性等の良好々カムシ
ャフト金得る。
第３図および＠４図は、この発明の他の実施態様を示す
図であって、各分割鋳型５（５ａ、５ｂ）毎に鋳抜きビ
ン１０孕設けた場合を示している。
図であって、各分割鋳型５（５ａ、５ｂ）毎に鋳抜きビ
ン１０孕設けた場合を示している。
この鋳抜きピン１０は、各分割鋳型５ （５ａ、５ｂ）
に各々一体で設けることもできるが、各分割鋳型５（５
ａ、５ｂ）に別抜きピン１０を着脱可能に挿し込むよう
にしても良い。このようにして鋳抜きピン１０全用いて
鋳造した場合には、Ａｔ合金複合溶湯８が凝固した後型
ばらしする際に、カムシャフト４から鋳抜きピン１０を
抜き取ることによって、カム部４ａおよびジャーナル部
４ｂ等の希望する個所に、中空部４Ｃに連通ずる給油孔
１１を形成させることが可能であり、玲油孔１１を形成
するための機械加工を省くことができる。
に各々一体で設けることもできるが、各分割鋳型５（５
ａ、５ｂ）に別抜きピン１０を着脱可能に挿し込むよう
にしても良い。このようにして鋳抜きピン１０全用いて
鋳造した場合には、Ａｔ合金複合溶湯８が凝固した後型
ばらしする際に、カムシャフト４から鋳抜きピン１０を
抜き取ることによって、カム部４ａおよびジャーナル部
４ｂ等の希望する個所に、中空部４Ｃに連通ずる給油孔
１１を形成させることが可能であり、玲油孔１１を形成
するための機械加工を省くことができる。
なお、Ａｔ合金溶湯中に、該Ａｔ合金溶湯上りも比重の
大きい前記した硬質粒子や潤滑性粒子からなる改質粒子
ｋ ｒ１４合分散させる方法としては、例えば、攪拌し
て渦を生じさせたＡｔ合金溶湯中に、ＮｉやＣｕを被覆
した改質粒子を混合して分散させる方法や、Ａｔ合金を
その固液共存温度域で攪拌し、前記改質粒子全混合分散
させた後うこ全な溶融状態にする方法などがある。なお
、この場合、改質粒子の粒径が小さいほどｋ１合金溶湯
中に均一に分散させやすく、カム部４ａおよびジャーナ
ル部４ｂｌＣ偏在する改″Ｗ粒子９の粒径が小さいほど
カムシャフト４の１４面の改ｄすなわち面十ｉ’ｉｌ
！ｉｔ ４・主。
大きい前記した硬質粒子や潤滑性粒子からなる改質粒子
ｋ ｒ１４合分散させる方法としては、例えば、攪拌し
て渦を生じさせたＡｔ合金溶湯中に、ＮｉやＣｕを被覆
した改質粒子を混合して分散させる方法や、Ａｔ合金を
その固液共存温度域で攪拌し、前記改質粒子全混合分散
させた後うこ全な溶融状態にする方法などがある。なお
、この場合、改質粒子の粒径が小さいほどｋ１合金溶湯
中に均一に分散させやすく、カム部４ａおよびジャーナ
ル部４ｂｌＣ偏在する改″Ｗ粒子９の粒径が小さいほど
カムシャフト４の１４面の改ｄすなわち面十ｉ’ｉｌ
！ｉｔ ４・主。
耐焼付性等の向上全良好に行える。
前記改質粒子は、Ａｔ合金溶湯よりも比重が大きいもの
であれば良いが、改質粒子の種類２粒径。
であれば良いが、改質粒子の種類２粒径。
添加腓等は、カムシャフト４の使用条件およびカム部４
ａに晰するロッカーの種類等に応じて適宜選定されるも
のである。
ａに晰するロッカーの種類等に応じて適宜選定されるも
のである。
なお、上記した実施態様では、鋳型５が概略水平な軸を
中心にして回転する場合を示しているが、ごのような方
向の回転中心にのみ限定されるものではない。
中心にして回転する場合を示しているが、ごのような方
向の回転中心にのみ限定されるものではない。
以上説明してきたように、この発明によって製造された
カムシャフトは、カム部およびジャーナル部等の表面部
分に、その硬度や潤滑性を向上させる改質粒子が偏在し
ているため、カムシャフト表面の耐摩耗性、耐焼付性、
耐凝着性等を向上させることができると共に、カムシャ
フトの軸部が中空状に形成されているため、材質自体に
よる軽量化に加えて中空部による軽量化を実現すること
ができ、カムシャフトの重量軽減および慣性モーメント
の低減によって、エンジンの動弁機構全体の重量軽減を
はかることができるなどの著大なる効果金有する。
カムシャフトは、カム部およびジャーナル部等の表面部
分に、その硬度や潤滑性を向上させる改質粒子が偏在し
ているため、カムシャフト表面の耐摩耗性、耐焼付性、
耐凝着性等を向上させることができると共に、カムシャ
フトの軸部が中空状に形成されているため、材質自体に
よる軽量化に加えて中空部による軽量化を実現すること
ができ、カムシャフトの重量軽減および慣性モーメント
の低減によって、エンジンの動弁機構全体の重量軽減を
はかることができるなどの著大なる効果金有する。
第１図はこの発明の一実施張様によるＡｔ合金中空カム
シャフト鋳造装置の断面説明図、第２図（Ｉ）〜（■短
それぞれ第１−図Ｉ−Ｉ線〜■−■線での断面説明図、
第３図はこの発明の他の実施態様によるＡｔ合金中空カ
ムシャフト鋳造装置の部分断面説明図、第４図（ＸＩ）
〜（ＸＩＩＩ ）はそれぞれ＠３図のＸＩ−ＸＩ線〜Ｘ
ＩＩＩ −ＸＩＩＩ線での断面説明図である。 １・・・鋳型枠、２・・・駆動機構、４・・・カムシャ
フト、４ａ・・・カム部、４ｂ・・・ジャーナル部、４
ｃ・・・中空部、５・・・鋳型（５ａ、５ｂ・・・分割
鋳型）、５ｃ・・・鋳造空間部、８・・・Ａｔ合合金金
清湯、９・・・改質粒子。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊第３図 第４図
シャフト鋳造装置の断面説明図、第２図（Ｉ）〜（■短
それぞれ第１−図Ｉ−Ｉ線〜■−■線での断面説明図、
第３図はこの発明の他の実施態様によるＡｔ合金中空カ
ムシャフト鋳造装置の部分断面説明図、第４図（ＸＩ）
〜（ＸＩＩＩ ）はそれぞれ＠３図のＸＩ−ＸＩ線〜Ｘ
ＩＩＩ −ＸＩＩＩ線での断面説明図である。 １・・・鋳型枠、２・・・駆動機構、４・・・カムシャ
フト、４ａ・・・カム部、４ｂ・・・ジャーナル部、４
ｃ・・・中空部、５・・・鋳型（５ａ、５ｂ・・・分割
鋳型）、５ｃ・・・鋳造空間部、８・・・Ａｔ合合金金
清湯、９・・・改質粒子。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊第３図 第４図
Claims (1)
- （１） カムシャフトの形状に対応した鋳造空間部を
有し且つ該カムシャフトの回転中心と同心で回転する鋳
型内に、Ａｔ合金溶湯上りも比重の大きい改質粒子を含
んだＡｔ合金複合溶湯金入れ、前記カムシャフトの外周
側に前記改質粒子を優先的に偏在させ且−クカムシャフ
トの軸心部分に中空部を形成させた状態で前記Ａｔ合合
金金溶湯を凝固させること全特徴とするＡｔ合金中空カ
ムシャフトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9845082A JPS58215260A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | Ａｌ合金中空カムシヤフトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9845082A JPS58215260A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | Ａｌ合金中空カムシヤフトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58215260A true JPS58215260A (ja) | 1983-12-14 |
Family
ID=14220057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9845082A Pending JPS58215260A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | Ａｌ合金中空カムシヤフトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58215260A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012048919A1 (de) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur herstellung eines kolbenrings mit eingelagerten partikeln |
| CN107639215A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-01-30 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种铝硅钛合金缸套的制作方法 |
-
1982
- 1982-06-10 JP JP9845082A patent/JPS58215260A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012048919A1 (de) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur herstellung eines kolbenrings mit eingelagerten partikeln |
| JP2013540969A (ja) * | 2010-10-13 | 2013-11-07 | フェデラル−モーグル ブルシェイド ゲーエムベーハー | 粒子埋め込み型ピストンリングの製造方法 |
| US9174276B2 (en) | 2010-10-13 | 2015-11-03 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Method of producing a piston ring having embedded particles |
| CN107639215A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-01-30 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种铝硅钛合金缸套的制作方法 |
| CN107639215B (zh) * | 2017-10-24 | 2020-01-03 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种铝硅钛合金缸套的制作方法 |
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