電動パワーステアリング装置
【課題】ウォーム減速機にシール構造を採用しても大型化することなく、操舵フィーリングの低下を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ウォーム減速機のウォーム１６の回転軸は、モータの出力軸と継合するためのカップリング２６に固定されている。ウォーム１６とウォームハウジング２０との間に介装されウォーム１６を支持する軸受２１は、ウォームハウジング２０に嵌着され、軸受予圧用ナット２４により締め付け固定されている。軸受予圧用ナット２４には、円形状のシール材２５が螺合され、軸受２１の外周面に一体形成されている。シール材２５は、金属あるいは樹脂材料により形成され、ウォーム１６の回転軸および軸受２１に摺接している。
【解決手段】ウォーム減速機のウォーム１６の回転軸は、モータの出力軸と継合するためのカップリング２６に固定されている。ウォーム１６とウォームハウジング２０との間に介装されウォーム１６を支持する軸受２１は、ウォームハウジング２０に嵌着され、軸受予圧用ナット２４により締め付け固定されている。軸受予圧用ナット２４には、円形状のシール材２５が螺合され、軸受２１の外周面に一体形成されている。シール材２５は、金属あるいは樹脂材料により形成され、ウォーム１６の回転軸および軸受２１に摺接している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵系では、電動モータを動力源として操舵アシストを行わせる、いわゆる電動パワーステアリング装置が広く採用されている。電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから操舵アシストトルクを発生して、動力伝達機構（減速機）により減速して電動モータの発生トルクを操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。この減速機として、ウォームギヤ機構を用いた電動パワーステアリング装置では、電動モータの駆動軸側のウォームにウォームホイールが噛合されており、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合されている。
【０００３】
従来、この種の減速機では、ベアリング（軸受）が減速ギヤ室等のハウジングに嵌着され、回転軸を回転自在に支承している。そして、回転軸とベアリングを内部側に押し付けるベアリング押えの内径面との間にできる隙間を通して生じる、外部からの異物の進入、あるいは外部への潤滑油等の漏れを防止するため、隙間をシールする方法がとられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２６６１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このシール方法は、シール材が金属あるいは硬質の樹脂材料からなり、回転軸が高速回転すると低粘度の潤滑油に対しては隙間から油漏れが発生するおそれがある。また、ウォームギヤ機構の減速機を小型化するために金属製のウォームホイールを採用し、潤滑剤として油を使用した場合、減速ギヤ室の内外を隔離し、減速ギヤ室の嵌合部分に更なるシール（密封）構造を設ける必要がある。その結果、このシール構造を採用すると減速機の構造が複雑化、大型化するとともに、ウォームのロストルクが増加することによりアシストトルクが低下し、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
【０００６】
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、その目的は、ウォーム減速機にシール構造を採用しても大型化することなく、操舵フィーリングの低下を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、アシストトルクを発生させるモータの出力軸に継合されるウォームと、ステアリングシャフトに繋がり、前記ウォームに噛合するウォームホイールとにより、前記モータ出力を減速するウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置において、前記ウォーム減速機は、前記ウォームおよび前記ウォームホイールからなる減速ギヤを潤滑する油と、前記ウォームのモータ継合部側の外周に軸受を介して配置されたシール手段と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、ウォーム減速機のウォームとウォームホイールに金属製部材を採用し、潤滑剤に油を使用した場合、ウォームのモータ継合部側の外周面にシール材が一体となった軸受与圧用ナットを締め付けて軸受を固定する。このシール付軸受を使用することにより、ウォームと軸受固定用ナットとの隙間部分が確実にシールされ、外部と遮断される。その結果、外部への潤滑油漏れ、あるいは外部からの異物の進入を防止できる。また、ウォームにシールを設けても減速機が大型化することなく、ロストルクの増加を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
ウォーム減速機にシール構造を採用しても大型化することなく、操舵フィーリングの低下を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係るウォーム減速機の構成を示す正面図。
【図３】図２において、ウォームのシール要部を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の一実施形態に係るウォーム減速機について、図に基づいて説明する。なお、本実施形態では、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置に具体化した構成を例にとり説明する。
【００１２】
図１は、電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１において、ステアリングホイール２と一体回転するステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２側からコラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９およびピニオンシャフト１０の順に連結されている。ピニオンシャフト１０は、これに直交して設けられるラック軸５のラック部分５ａに噛合されている。ステアリング操作にともなうステアリングシャフト３の回転は、ピニオンシャフト１０およびラック部分５ａからなるラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。この往復直線運動が、ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルアームに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角が変更される。
【００１３】
また、電動パワーステアリング装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するための操舵補助力（以下、アシスト力という）を付与する操舵力補助装置（パワーアシストユニット）１３、および操舵力補助装置１３の作動を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１４を備えている。
【００１４】
操舵力補助装置１３の駆動源であるモータ１５は、ウォーム１６およびウォームホイール１７からなる減速機構（以下、ウォーム減速機という）１８を介してコラムシャフト８に作動連結されている。モータ１５の回転力はウォーム減速機１８により減速されて、この減速された回転力がアシスト力として操舵系、正確にはコラムシャフト８に伝達される。
【００１５】
ＥＣＵ１４は、このアシスト力を以下のようにして制御する。すなわち、ＥＣＵ１４は、転舵輪１２等に設けられる車速センサ１９を通じて車速Ｖを、また、コラムシャフト８の図示しないトーションバーに設けられるトルクセンサ７を通じてステアリングホイール２に印加される操舵トルクτを取得する。そして、ＥＣＵ１４は、これら車速Ｖおよび操舵トルクτに基づき目標アシストトルクを算出し、この算出される目標アシストトルクを発生させるためモータ１５の給電制御を行う。このモータ１５の給電制御を通じて操舵系に印加されるアシスト力が制御される。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係るウォーム減速機１８の構成を示す正面図である。図２に示すように、ウォーム減速機１８は、ウォーム１６を回転可能に支持するウォーム側軸受２１，２２と、ウォーム側軸受２１，２２、ウォーム１６、ウォームホイール１７等を収容するウォームハウジング２０とを有している。
【００１７】
ここで、ウォーム１６およびウォームホイール１７は、ともに金属製であり、潤滑剤として例えば油が使用されている。ウォームハウジング２０は、図示しないステアリングコラムに固定されている。ウォームハウジング２０内で、ウォームホイール１７は、ステアリングシャフト３と一体に回転可能に取り付けられている。ウォームハウジング２０はウォーム１６の回転軸および円柱部を、それぞれウォーム側軸受２１，２２を介して回転可能に支持している。ウォーム側軸受２２は、ウォームハウジング２０に設けられたねじ機構、調整部材等により、その位置が調整可能に支持されている。さらに、ウォームホイール１７は、図示しない軸受を介して、直接、ウォームハウジング２０に回転自在に支持されている。
【００１８】
図３は、図２のウォーム減速機１８において、ウォーム１６のシール要部２３を示す概念図である。図３に示すように、ウォーム１６の回転軸は、モータ１５の出力軸（図１参照）と継合するためのカップリング（モータ継合部）２６に固定されている。ウォーム１６とウォームハウジング２０との間に介装されウォーム１６を支持する軸受２１は、ウォームハウジング２０に嵌着され、軸受予圧（固定）用ナット２４により軸方向内部側に締め付け固定されている。ここで、軸受予圧用ナット２４には、円形状のシール材（シール手段）２５が螺合され、軸受２１の外周面に一体形成されている。このシール材２５は、例えば、金属あるいは樹脂材料により形成され、ウォーム１６の回転軸および軸受２１に摺接している。
【００１９】
次に、上記のように構成された本実施形態のウォーム減速機１８の作用および効果について説明する。
【００２０】
上記構成によれば、ともに金属製のウォーム１６とウォームホイール１７とを採用したウォーム減速機１８において、潤滑剤に油を使用した場合、ウォーム１６のカップリング（モータ継合部）２６側の軸受２１の外周面に対してシール材２５が一体となった軸受予圧用ナット２４を締め付けて軸受２１を固定する。
【００２１】
その結果、上記構成のいわゆるシール付軸受２１を使用することにより、ウォーム１６と軸受予圧用ナット２４との隙間部分が確実にシールされ、外部と遮断される。また、ウォーム１６にシール材（シール手段）２６を設けることで、減速機が大きくなることなくロルトルクの増加を抑制することが可能となり、アシストトルクの低下を防止できる。
【００２２】
また、軸受予圧用ナット２４とシール材２５を一体で設けたことにより、シール構造が簡単となりウォーム１６の組み付け性も向上する。加えて、金属製ウォームホイール１７を採用することでウォーム減速機１８を小型化できるとともに、潤滑剤として油を使用していることにより、ウォーム１６とウォームホイール１７のギヤの噛合部での熱の発生を抑制できる。
【００２３】
以上のように、本実施形態によれば、ウォーム減速機にシール構造を採用しても大型化することなく、操舵フィーリングの低下を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【００２４】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、さらに他の形態で実施することも可能である。
【００２５】
上記実施形態では、ウォームのモータ軸との継合部側にシール付軸受を介してシール構造を形成する方法について説明したが、これに加えて、ウォームホイールのウォームハウジングとトルクセンサを装着したセンサハウジングとの嵌合部分に、例えば、ねじ部を形成し、ハウジング同士を締結することによりシール効果を増すことが可能になる。
【００２６】
また、上記実施形態では、電動パワーステアリング装置のいわゆるコラムアシストタイプに減速ギヤを適用した例を挙げて説明したが、これに限定されるものでなく、ピニオンアシストタイプやラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用してもよいし、油圧パワーステアリング装置に適用してもよく、また、他の装置のギヤ機構として適用してもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１：電動パワーステアリング装置、２：ステアリングホイール、
３：ステアリングシャフト、７：トルクセンサ、８：コラムシャフト、
１３：操舵力補助装置、１４：ＥＣＵ、１５：モータ、１６：ウォーム、
１７：ウォームホイール、１８：ウォーム減速機（減速機構）、
２０：ウォームハウジング、２１，２２：ウォーム側軸受、２３：ウォームシール要部、
２４：軸受予圧用ナット、２５：シール材（シール手段）、
２６：カップリング（モータ継合部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵系では、電動モータを動力源として操舵アシストを行わせる、いわゆる電動パワーステアリング装置が広く採用されている。電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから操舵アシストトルクを発生して、動力伝達機構（減速機）により減速して電動モータの発生トルクを操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。この減速機として、ウォームギヤ機構を用いた電動パワーステアリング装置では、電動モータの駆動軸側のウォームにウォームホイールが噛合されており、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合されている。
【０００３】
従来、この種の減速機では、ベアリング（軸受）が減速ギヤ室等のハウジングに嵌着され、回転軸を回転自在に支承している。そして、回転軸とベアリングを内部側に押し付けるベアリング押えの内径面との間にできる隙間を通して生じる、外部からの異物の進入、あるいは外部への潤滑油等の漏れを防止するため、隙間をシールする方法がとられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２６６１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このシール方法は、シール材が金属あるいは硬質の樹脂材料からなり、回転軸が高速回転すると低粘度の潤滑油に対しては隙間から油漏れが発生するおそれがある。また、ウォームギヤ機構の減速機を小型化するために金属製のウォームホイールを採用し、潤滑剤として油を使用した場合、減速ギヤ室の内外を隔離し、減速ギヤ室の嵌合部分に更なるシール（密封）構造を設ける必要がある。その結果、このシール構造を採用すると減速機の構造が複雑化、大型化するとともに、ウォームのロストルクが増加することによりアシストトルクが低下し、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
【０００６】
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、その目的は、ウォーム減速機にシール構造を採用しても大型化することなく、操舵フィーリングの低下を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、アシストトルクを発生させるモータの出力軸に継合されるウォームと、ステアリングシャフトに繋がり、前記ウォームに噛合するウォームホイールとにより、前記モータ出力を減速するウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置において、前記ウォーム減速機は、前記ウォームおよび前記ウォームホイールからなる減速ギヤを潤滑する油と、前記ウォームのモータ継合部側の外周に軸受を介して配置されたシール手段と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、ウォーム減速機のウォームとウォームホイールに金属製部材を採用し、潤滑剤に油を使用した場合、ウォームのモータ継合部側の外周面にシール材が一体となった軸受与圧用ナットを締め付けて軸受を固定する。このシール付軸受を使用することにより、ウォームと軸受固定用ナットとの隙間部分が確実にシールされ、外部と遮断される。その結果、外部への潤滑油漏れ、あるいは外部からの異物の進入を防止できる。また、ウォームにシールを設けても減速機が大型化することなく、ロストルクの増加を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
ウォーム減速機にシール構造を採用しても大型化することなく、操舵フィーリングの低下を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係るウォーム減速機の構成を示す正面図。
【図３】図２において、ウォームのシール要部を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の一実施形態に係るウォーム減速機について、図に基づいて説明する。なお、本実施形態では、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置に具体化した構成を例にとり説明する。
【００１２】
図１は、電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１において、ステアリングホイール２と一体回転するステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２側からコラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９およびピニオンシャフト１０の順に連結されている。ピニオンシャフト１０は、これに直交して設けられるラック軸５のラック部分５ａに噛合されている。ステアリング操作にともなうステアリングシャフト３の回転は、ピニオンシャフト１０およびラック部分５ａからなるラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。この往復直線運動が、ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルアームに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角が変更される。
【００１３】
また、電動パワーステアリング装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するための操舵補助力（以下、アシスト力という）を付与する操舵力補助装置（パワーアシストユニット）１３、および操舵力補助装置１３の作動を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１４を備えている。
【００１４】
操舵力補助装置１３の駆動源であるモータ１５は、ウォーム１６およびウォームホイール１７からなる減速機構（以下、ウォーム減速機という）１８を介してコラムシャフト８に作動連結されている。モータ１５の回転力はウォーム減速機１８により減速されて、この減速された回転力がアシスト力として操舵系、正確にはコラムシャフト８に伝達される。
【００１５】
ＥＣＵ１４は、このアシスト力を以下のようにして制御する。すなわち、ＥＣＵ１４は、転舵輪１２等に設けられる車速センサ１９を通じて車速Ｖを、また、コラムシャフト８の図示しないトーションバーに設けられるトルクセンサ７を通じてステアリングホイール２に印加される操舵トルクτを取得する。そして、ＥＣＵ１４は、これら車速Ｖおよび操舵トルクτに基づき目標アシストトルクを算出し、この算出される目標アシストトルクを発生させるためモータ１５の給電制御を行う。このモータ１５の給電制御を通じて操舵系に印加されるアシスト力が制御される。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係るウォーム減速機１８の構成を示す正面図である。図２に示すように、ウォーム減速機１８は、ウォーム１６を回転可能に支持するウォーム側軸受２１，２２と、ウォーム側軸受２１，２２、ウォーム１６、ウォームホイール１７等を収容するウォームハウジング２０とを有している。
【００１７】
ここで、ウォーム１６およびウォームホイール１７は、ともに金属製であり、潤滑剤として例えば油が使用されている。ウォームハウジング２０は、図示しないステアリングコラムに固定されている。ウォームハウジング２０内で、ウォームホイール１７は、ステアリングシャフト３と一体に回転可能に取り付けられている。ウォームハウジング２０はウォーム１６の回転軸および円柱部を、それぞれウォーム側軸受２１，２２を介して回転可能に支持している。ウォーム側軸受２２は、ウォームハウジング２０に設けられたねじ機構、調整部材等により、その位置が調整可能に支持されている。さらに、ウォームホイール１７は、図示しない軸受を介して、直接、ウォームハウジング２０に回転自在に支持されている。
【００１８】
図３は、図２のウォーム減速機１８において、ウォーム１６のシール要部２３を示す概念図である。図３に示すように、ウォーム１６の回転軸は、モータ１５の出力軸（図１参照）と継合するためのカップリング（モータ継合部）２６に固定されている。ウォーム１６とウォームハウジング２０との間に介装されウォーム１６を支持する軸受２１は、ウォームハウジング２０に嵌着され、軸受予圧（固定）用ナット２４により軸方向内部側に締め付け固定されている。ここで、軸受予圧用ナット２４には、円形状のシール材（シール手段）２５が螺合され、軸受２１の外周面に一体形成されている。このシール材２５は、例えば、金属あるいは樹脂材料により形成され、ウォーム１６の回転軸および軸受２１に摺接している。
【００１９】
次に、上記のように構成された本実施形態のウォーム減速機１８の作用および効果について説明する。
【００２０】
上記構成によれば、ともに金属製のウォーム１６とウォームホイール１７とを採用したウォーム減速機１８において、潤滑剤に油を使用した場合、ウォーム１６のカップリング（モータ継合部）２６側の軸受２１の外周面に対してシール材２５が一体となった軸受予圧用ナット２４を締め付けて軸受２１を固定する。
【００２１】
その結果、上記構成のいわゆるシール付軸受２１を使用することにより、ウォーム１６と軸受予圧用ナット２４との隙間部分が確実にシールされ、外部と遮断される。また、ウォーム１６にシール材（シール手段）２６を設けることで、減速機が大きくなることなくロルトルクの増加を抑制することが可能となり、アシストトルクの低下を防止できる。
【００２２】
また、軸受予圧用ナット２４とシール材２５を一体で設けたことにより、シール構造が簡単となりウォーム１６の組み付け性も向上する。加えて、金属製ウォームホイール１７を採用することでウォーム減速機１８を小型化できるとともに、潤滑剤として油を使用していることにより、ウォーム１６とウォームホイール１７のギヤの噛合部での熱の発生を抑制できる。
【００２３】
以上のように、本実施形態によれば、ウォーム減速機にシール構造を採用しても大型化することなく、操舵フィーリングの低下を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【００２４】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、さらに他の形態で実施することも可能である。
【００２５】
上記実施形態では、ウォームのモータ軸との継合部側にシール付軸受を介してシール構造を形成する方法について説明したが、これに加えて、ウォームホイールのウォームハウジングとトルクセンサを装着したセンサハウジングとの嵌合部分に、例えば、ねじ部を形成し、ハウジング同士を締結することによりシール効果を増すことが可能になる。
【００２６】
また、上記実施形態では、電動パワーステアリング装置のいわゆるコラムアシストタイプに減速ギヤを適用した例を挙げて説明したが、これに限定されるものでなく、ピニオンアシストタイプやラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用してもよいし、油圧パワーステアリング装置に適用してもよく、また、他の装置のギヤ機構として適用してもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１：電動パワーステアリング装置、２：ステアリングホイール、
３：ステアリングシャフト、７：トルクセンサ、８：コラムシャフト、
１３：操舵力補助装置、１４：ＥＣＵ、１５：モータ、１６：ウォーム、
１７：ウォームホイール、１８：ウォーム減速機（減速機構）、
２０：ウォームハウジング、２１，２２：ウォーム側軸受、２３：ウォームシール要部、
２４：軸受予圧用ナット、２５：シール材（シール手段）、
２６：カップリング（モータ継合部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシストトルクを発生させるモータの出力軸に継合されるウォームと、
ステアリングシャフトに繋がり、前記ウォームに噛合するウォームホイールとにより、
前記モータ出力を減速するウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ウォーム減速機は、前記ウォームおよび前記ウォームホイールからなる減速ギヤを潤滑する油と、
前記ウォームのモータ継合部側の外周に軸受を介して配置されたシール手段と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
アシストトルクを発生させるモータの出力軸に継合されるウォームと、
ステアリングシャフトに繋がり、前記ウォームに噛合するウォームホイールとにより、
前記モータ出力を減速するウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ウォーム減速機は、前記ウォームおよび前記ウォームホイールからなる減速ギヤを潤滑する油と、
前記ウォームのモータ継合部側の外周に軸受を介して配置されたシール手段と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−３５４７１（Ｐ２０１３−３５４７１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４５３２（Ｐ２０１１−１７４５３２）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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