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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen für Personenkraftwagen mit
einem profilierten Laufstreifen und mit zwei Reifenseitenwänden,
mit jeweils einem im radial unteren Bereich einer jeden Reifenseitenwand
ausgebildeten aus Draht gewickelten Wulstkern zur Befestigung des
Fahrzeugluftreifens auf einer Felge, mit einer Karkasse – insbesondere radialer
Bauart –, die sich mit ihrem Hauptteil vom einen Wulstkern
in der einen Reifenseitenwand nach radial außen durch die
Reifenseitenwand hindurch durch den axialen Erstreckungsbereich
der Reifenlauffläche bis in die andere Reifenseitenwand
und dort nach radial innen an einer axialen Begrenzungsseite des
zweiten Wulstkernes entlang bis unterhalb des Wulstkernes erstreckt
und mit einem Umschlagteil an der anderen axialen Begrenzungsseite
des Wulstkernes nach radial außen erstreckt.
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Moderne
Fahrzeugluftreifen für Personenkraftwagen weisen häufig
diese Konstruktion auf. Dabei wird üblicherweise der Wulstkern
mit möglichst großer axialer Breite und möglichst
geringer radialer Höhe ausgebildet, auf den ein im Querschnitt
dreieckiger harter Kernreiter aus hartem Gummimaterial aufgesetzt
ist. Das Hauptteil der Karkasse liegt an der axialen (zur Äquatorebene
des Fahrzeugluftreifens weisenden) Innenseite des Kernreiters und
des Wulstkerns an. Das Umschlagteil liegt an der axialen (vom Fahrzeugluftreifen
wegweisenden) Außenseite des Wulstkerns und des Kernreiters
an und erstreckt sich radial soweit in die Reifenseitenwand hinein, dass
es oberhalb des Kernreiters in anliegenden Berührkontakt
zum Hauptteil der Karkasse steht.
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Die
maximale axiale Erstreckung des Wulstkerns ist bei derartigen Fahrzeugluftreifen
maximal so groß wie die radiale Erstreckung. Die große
axiale Erstreckung des Wulstkerns ermöglicht einen sicheren
Sitz des Fahrzeugluftreifens auf der Felge. Die große radiale Erstreckung
des Karkassenumschlagteils in Verbindung mit ihrer Rückführung
auf das Hauptteil des Hauptteils der Karkasse, gewährleistet bei
Herstellung und im Betrieb des Fahrzeugluftreifens eine symmetrische
Zugkrafteinleitung über das Hauptteil der Karkasse und
das Umschlagteil der Karkasse in den Wulstkern. Hierdurch wird ein
Herausrutschen der Karkasse unter dem Wulstkern während
der Herstellung des Fahrzeugluftreifens und eine unerwünscht
hohe Torsion des Wulstkerns, die zum Bruch und Ausfall des Wulstkernes
führen könnte vermieden. Die Ausbildung erfordert
einen hohen Aufwand an Material und Kosten. Effekte, die durch Spleißbildung
der Karkasse im Bereich der Reifenseitenwand auftreten können,
wie zum Beispiel Einschnüreffekte aufgrund der im Spleißbereich
auftretenden Versteifung der Karkasse insbesondere bei hierfür
kritischen Karkassenmaterialien können sich im großen
Erstreckungsbereich des Umschlagteiles der Karkasse verstärkt
auswirken.
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Gelegentlich
wurden vollständig andere noch aufwendigere Konstruktionsprinzipien
zur Befestigung eines Fahrzeugluftreifen auf der Felge oder zur
Befestigung der Karkasse im Reifenwulst vorgeschlagen. So wurden
beispielsweise Fahrzeugluftreifen gelegentlich vorgeschlagen, bei
denen in einem Reifenwulst mehrere parallele Wulstkerne zur Befestigung
der Karkasse eingesetzt wurden. Eine solche Ausbildung ist beispielsweise
aus der
EP1705035A1 bekannt.
Die um einen Wulstkern umgeschlagene Karkasse wird hier zusätzlich
zwischen den parallelen Wulstkernen eingeklemmt. Die gesamte axiale Erstreckungsbreite
des durch die einzelnen axial nebeneinander angeordneten Wulstkerne
gebildeten Gesamtwulstkerns ist auch hier größer
als die radiale Erstreckung des gebildeten Gesamtwulstkerns. Die große
Breite des Wulstkerns in Verbindung mit der Klemmwirkung der nebeneinander
angeordneten Wulstkerne sichert den Sitz auf der Felge, ein unerwünschtes
Lösen der Karkasse bei der Herstellung und verhindert Ausfall
des Gesamtwulstkerns durch Torsion. Auch diese Ausbildung mit mehreren
Wulstkernen erfordert einen hohen Aufwand an Material, Herstellung
und Kosten.
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Aus
der
JP-09-142112A ist
ein Fahrzeugluftreifen mit vollständig abweichender Wulstkonstruktion
bekannt, bei der zur Gewichtsreduktion zwei wulstkernartige Verstärkungen,
von denen die eine aus in Gummi eingebettetem Kevlar-Fasern und
die andere aus in Gummi eingebettetem Nylon-Material besteht, radial
aufeinander aufgebaut sind. Die hierdurch erzeugte wulstkernartige
Verstärkung ist in ihrer radialen Erstreckung größer
als in ihrer axialen Erstreckung ausgebildet. Auf den beiden wulstkernartigen
Verstärkungen ist zusätzlich ein kleiner Kernreiter
und darüber ein weiteres dreickförmiges Gummiaubauteil
mit großer radialer Erstreckung aufgebaut. Das Umschlagteil
der Karkasse erstreckt sich in radialer Richtung nach außen
axial entlang an beiden wulstkernartigen Verstärkungen
und dem langen dreieckförmigen Gummiaufbauteil, um dann
oberhalb des langen dreieckförmigen Gummiaufbauteils in
Berührkontakt zum Hauptteil der Karkasse zu gelangen. Die
besondere Wulstkonstruktion aus den über einander angeordneten
wulstkernartigen Verstärkungen aus in Gummi eingebettetem
Kevlar-Fasern und eingebettetem Nylon-Material ermöglichen möglicherweise
eine Gewichtsreduktion gegenüber herkömmlichen
Standardwulstausbildungen bei Fahrzeugluftreifen. Die Herstellung
aus mehreren wulstkernartigen Verstärkungen ist aufwendig
und erfordert zusätzlichen Aufwand zur Herstellung mehrerer
Verstärkungen aus unterschiedlichen Materialen. Die Ausbildung
für zusätzlichen kleinen Kernreiter und großes
dreieckförmiges Gummiaufbaumaterial sowie das lange erstreckte
Karkassenlagenumschlagsteil erfordern Aufwand an Material, Herstellung
und Kosten. Wie bei herkömmlichen Standardausbildungen
der Reifenwülste können sich Effekte, die durch
Spleißbildung der Karkasse im Bereich der Reifenseitenwand
auftreten können, wie zum Beispiel Einschnüreffekte
aufgrund der im Spleißbereich auftretenden Versteifung
der Karkasse insbesondere bei hierfür kritischen Karkassenmaterialien
im großen Erstreckungsbereich des Umschlagteiles der Karkasse
verstärkt auswirken. Die weit in die Reifenseitenwand reichenden
Verstärkungen aus Umschlagteil und zwischen Hauptteil der
Karkasse und Umschlagsteil eingeklemmtem dreieckförmigem Gummiaufbauteil
kann sich negativ auf Rollwiderstand des Fahrzeugluftreifens auswirken.
Darüber hinaus weist diese Ausbildung eine hohe ungefederte Masse
und erhöhte Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten auf. Darüber
hinaus besteht die erhöhte Gefahr von Flat-Spot-Ereignissen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen für
Personenkraftwagen mit einem profilierten Laufstreifen und mit zwei
Reifenseitenwänden, mit jeweils einem im radial unteren Bereich
einer jeden Reifenseitenwand ausgebildeten aus Draht gewickelten
Wulstkern zur Befestigung des Fahrzeugluftreifens auf einer Felge,
mit einer Karkasse – insbesondere radialer Bauart –,
die sich mit ihrem Hauptteil vom einen Wulstkern in der einen Reifenseitenwand
nach radial außen durch die Reifenseitenwand hindurch durch
den axialen Erstreckungsbereich der Reifenlauffläche bis
in die andere Reifenseitenwand und dort nach radial innen an einer axialen
Begrenzungsseite des zweiten Wulstkernes entlang bis unterhalb des
Wulstkernes erstreckt und mit einem Umschlagteil an der anderen
axialen Begrenzungsseite des Wulstkernes nach radial außen erstreckt,
zu schaffen, bei der mit reduziertem Materialaufwand ein sicherer
Sitz und eine hohe Haltbarkeit des Wulstes ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch die Ausbildung eines Fahrzeugluftreifens für
Personenkraftwagen mit einem profilierten Laufstreifen und mit zwei
Reifenseitenwänden, mit jeweils einem im radial unteren
Bereich einer jeden Reifenseitenwand ausgebildeten aus Draht gewickelten
Wulstkern zur Befestigung des Fahrzeugluftreifens auf einer Felge, mit
einer Karkasse – insbesondere radialer Bauart –, die
sich mit ihrem Hauptteil vom einen Wulstkern in der einen Reifenseitenwand
nach radial außen durch die Reifenseitenwand hindurch durch
den axialen Erstreckungsbereich der Reifenlauffläche bis
in die andere Reifenseitenwand und dort nach radial innen an einer
axialen Begrenzungsseite des zweiten Wulstkernes entlang bis unterhalb
des Wulstkernes erstreckt und mit einem Umschlagteil an der anderen axialen
Begrenzungsseite des Wulstkernes nach radial außen erstreckt,
gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst,
bei dem der gewickelte Wulstkern in seiner radialen Erstreckung
ein maximales Maß b und in seiner axialen Erstreckung ein
maximales Maß a aufweist mit b > a und der Umschlag der Karkasse bis in
eine radiale Positon RU nach außen
erstreckt, wobei für RU gilt (RK + 3 mm) ≥ RU ≥ (RK – 3 mm), wobei RK die
radialen Position der radialen maximalen Erstreckung des Wulstkernes
nach außen angibt.
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Der
in axialer Richtung schmale und in radialer Richtung hohe Wulstkern
ermöglicht es, dass die bei dem kurzem Karkassenumschlagsteil
nur einseitig über das Hauptteil der Karkasse eingeleitete
Zugkraft nicht ausreicht, um das um den schmalen Wulstkern umgeschlagene
Umschlagteil bei der Herstellung herauszuziehen und dass keine großen
Torsionskräfte auf den Wulstkern ausüben, die
Torsionsbewegungen des Wulstkernes bewirken könnten, Die Gefahr
des Wulstkernausfalls ist somit ebenfalls minimiert. Die Gefahr
von unerwünschtem Lösen des Sitzes auf der Felge
wird ebenfalls minimiert. Neben der Einsparung von Karkassenmaterial
kann auch das üblicherweise zwischen Hauptteil der Karkasse und
Umschlag ausgebildete zumindest teilweise entfallen oder zumindest
einfacher gemeinsam mit anderen Bauteilen, z. B. der Reifenseitenwand,
ausgebildet und eingebaut werden. Nachteile der bei herkömmlichen
Reifen durch für den sicheren Sitz und die Wulsthaltbarkeit
erforderliche hohe Ausbildung des Umschlagsteil dort bedingten Nachteile
entfallen weitgehend. So werden die durch die Versteifung im Bereich
der Spleißbildung der Karkassen bedingten negativen Effekte – wie
beispielsweise Einschnüreffekte – reduziert. Darüber
hinaus wird die ungefederte Masse und der Rollwiderstand des Fahrzeuglufteifens
positiv beeinflusst. Flat-Spot-Effekte können reduziert,
Rundlaufgenauigkeit verbessert werden.
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Besonders
vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 2, wobei für die Maße der maximalen
Erstreckung in radialer Richtung b und in axialer Richtung gilt:
b ≥ 3a. Dies ermöglicht eine Optimierung der Kontaktfläche
zwischen Karkasse und Wulstkern, eine deutliche Reduktion der Torsionsspannungen
des Wulstkernes sowie eine bessere Anpassung der Geometrie des Wulstkernes
an die Geometrie des Reifenwulstes.
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Besonders
vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 3, wobei der gewickelte Wulstkern einen rechteckigen
Querschnitt mit x Windungen des gewickelten Drahtes in axialer Richtung
und mit y Windungen des gewickelten Drahtes in radialer Richtung
aufweist, mit y > x.
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Besonders
vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 4, wobei der Draht einen kreisförmigen Querschnitt
aufweist und für die Windungszahlen x in axialer Richtung
und y in radialer Richtung gilt: y > 3x.
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Besonders
vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 5, wobei die Zahl der Windungen in axialer Richtung
x = 2 und die Zahl der Windungen in radialer Richtung x ≥ 6 – insbesondere
x = 8 – beträgt. Damit kann in einfacher Weise ein
sehr hoher Platzdruck des Reifens erreicht werden.
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Besonders
vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 6, wobei der Fahrzeugluftreifen frei von Kernreitern
ausgebildet ist.
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Besonders
vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 7, wobei sich das Umschlagteil auf der axialen äußeren,
vom Fahrzeugluftreifen wegweisenden Begrenzungsseite nach radial
außen erstreckt.
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Besonders
vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 8, wobei der gewickelte Draht des Wulstkerns ein gummierter
Stahldraht ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den 1 bis 3 schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Hierin zeigen
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1 Querschnittsdarstellung
eines Fahrzeugluftreifens für Personenkraftwagen
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2 vergrößerte
Darstellung des unteren Reifenseitenwandbereichs von 1
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3 vergrößerte
Darstellung des Reifenkernes von 1 und 2.
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In 1 ist
der Aufbau eines Fahrzeugluftreifens 1 beispielhaft dargestellt.
Der Fahrzeugluftreifen ist symmetrisch zur gestrichelt dargestellten Äquatorebene
ausgebildet. Zur Vereinfachung ist lediglich dessen rechte Hälfte
dargestellt.
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Der
Fahrzeugluftreifen 1 ist ein Fahrzeugluftreifen radialer
Bauart für Personenkraftwagen, bei dem in einem zur Befestigung
des Fahrzeugluftreifens 1 auf einer Felge ausgebildeten
rechten Wulstbereich um einen Wulstkern 2 eine Karkasse 3 radialer
Bauart außerhalb einer luftundurchlässigen Innenschicht 14 über
den rechten Schulterbereich und den Reifenkronenbereich zu dem nicht
dargestellten linken Schulterbereich und den im linken Wulstbereich
ausgebildeten Wulstkern 2 reicht, um den sie in herkömmlicher
Weise gelegt ist. In herkömmlicher Weise ist in den Wulstbereich
ein nicht näher dargestelltes Felgenhornprofil 4 und
vom Felgenhornprofil 4 ausgehend bis in den Schulterbereich
reichend ein Seitenwandgummimaterial 12 aufgelegt.
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Über
den Umfang des Reifens reichen außerhalb der Karkassenlagen
radialer Bauart angeordnet mehrere Gürtellagen eines Gürtels 6 mit
in Kautschuk eingebetteten Festigkeitsträgern. In den beiden
Schulterbereichen sind in bekannter Weise zusätzlich nicht
näher dargestellte Schulterstreifen bekannter Art aufgelegt.
Den Abschluss des Reifenaufbaus bildet in bekannter Weise ein profilierter Laufstreifen 7.
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Die
Karkasse 3 besteht in bekannter Weise aus einer oder zwei
aufeinander gelegten Lagen von in Kautschuk eingebetteten parallelen
Festigkeitsträgern. Die Festigkeitsträger sind
herkömmliche bekannte Festigkeitsträger zum Einsatz
in Karkassen von Personenkraftwagen. Im Ausführungsbeispiel sind
die Festigkeitsträger textile Festigkeitsträger, beispielsweise
Corde aus Rayon, Polyester oder ähnlichen als zur Herstellung
von Karkassen als geeignet bekannten textilen Festigkeitsträgern.
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Die
Karkasse 3 erstreckt sich mit ihrem Hauptteil 8 aus
dem Reifenkronenbereich nach axial außen zur Reifenschulter
und von dort nach radial innen durch die Seitenwand hin durch bis
zum Wulstkern 2, auf der axial inneren zur Reifenäquatorebene hinweisenden
Seite des Wulstkerns 2 entlang eng anliegend zum Wulstkern 2 bis
radial unter den Wulstkern 2, dann radial unterhalb des
Wulstkerns 2 nach axial außen bis zur axial äußeren
vom Fahrzeugluftreifen weg weisenden Seite des Wulstkerns 2 und
in Verlängerung in einem nach radial außen umgeschlagenen
Umschlagsteil 9 der Karkasse in engem Berührkontakt
zum Wulstkern 2 entlang an dessen axialer Außenseite
nach radial außen bis in eine radiale Position RU, in der sie endet.
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Der
Wulstkern 2 ist ein aus gummiertem Stahldraht gewickelter
Wulstkern. Wie in 3 zu erkennen ist, ist der Wulstkern 2 in
radialer Richtung R spiralig aus einem endlosen Wulstdraht mit y
in radialer Richtung übereinander in Berührkontakt
zueinander befindlichen Draht-Windungen aufgewickelt. In axialer
Richtung A sind jeweils x derartige Draht-Windungen nebeneinander
in Berührkontakt zueinander befindlich angeordnet.
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Für
die Windungszahlen x in axialer Richtung A und y in radialer Richtung
R gilt: y > 3x.
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In
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind
in axialer Richtung A zwei Windungen (x = 2) und in radialer Richtung
R acht Windungen (x = 8) gewählt. Der Wulstkern hat einen
rechteckigen Querschnitt, bei dem die kleinere Grundseite in axialer
Richtung A und die größere Grundseite in radialer Richtung
R des Fahrzeugluftreifens weist.
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Der
Wulstkern 2 weist eine maximale Erstreckung a in axialer
Richtung A und eine maximale Erstreckung b in radialer Richtung
R des Fahrzeugluftreifens auf.
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Für
die Maße der maximalen Erstreckung b in radialer Richtung
R und der maximalen Erstreckung a in axialer Richtung A gilt: b ≥ 3a.
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In
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
b = 4a.
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Wie
in 2 und 3 dargestellt ist, erstreckt
sich der Wulstkern 2 mit seiner radial äußeren Mantelfläche
bis in eine radiale Position RK. Für
das Maß der maximalen radialen Erstreckung RU des Umschlagteils 9 der
Karkasse 3 und die radiale Position RK der
radialen maximalen Erstreckung des Wulstkernes nach außen
gilt: (RK + 3 mm) ≥ RU ≥ (RK – 3 mm).
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In 3 ist
ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem RU 2
mm kleiner ist als RK.
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In 2 ist
eine andere Ausführung dargestellt, bei der RK =
RU.
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Wie
in 1 und 2 dargestellt ist, ist der Fahrzeugluftreifen
frei von Kernreitern ausgebildet. Das Felgenhornprofil 4 erstreckt
sich oberhalb des Umschlagteils 9 direkt über
dem Wulstkern 2 in Berührkontakt zum Wulstkern 2 bis
zum Hauptteil 8 der Karkasse 3.
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Soweit
im Einzelfall erforderlich ist in alternativer – nicht
dargestellter – Ausbildung auf den Wulstkern 2 ein
Kernreiter bekannter Art aus hartem Gummimaterial aufgesetzt.
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- 1
- Fahrzeugluftreifen
- 2
- Wulstkern
- 3
- Karkasse
- 4
- Felgenhornprofil
- 5
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- 6
- Gürtel
- 7
- Profilierter
Laufstreifen
- 8
- Hauptteil
der Karkasse
- 9
- Umschlagsteil
der Karkasse
- 10
- Kerndraht
- 11
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- 12
- Seitenwandgummimaterial
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1705035
A1 [0004]
- - JP 09-142112 A [0005]