JP2003136916A

JP2003136916A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2003136916A
Application number: JP2001336804A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Kishimoto; 義和岸本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2003-05-14
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: JP4044316B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トレッドゴムに含まれる短繊維の厚さ方向へ
の配向効果を発揮し優れた氷上性能を奏しながら、パタ
ーン剛性の低下を抑え耐偏摩耗性能及び旋回性能を高く
維持する。【解決手段】トレッドゴムＧに短繊維配合ゴム１０を
用いた。ブロック又はリブからなる陸部Ｒに、長さＬ１
が２〜１０ｍｍ、しかも両端が陸部Ｒ内で途切れる小サ
イピング１１からなる小サイピング群１２を設ける。小
サイピング群１２は、複数の小サイピング１１が周方向
に並んでなる周方向配列部１３、又は一つの線Ｘ上で断
続的に並んでなる線状配列部１４を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタッドレスタイ
ヤとして好適であり、トレッドパターンの剛性低下を抑
えながら、トレッドゴム中の短繊維をサイピングの形成
とともにトレッド厚さ方向に配向でき、優れた氷上性能
を発揮しうる空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】スタ
ッドレスタイヤでは、氷上性能を向上させるために、路
面掘り起こし摩擦や粘着摩擦を増加させる必要があり、
従来から、トレッドゴムの氷路面に対する摩擦係数を上
げる種々の研究が試みられている。

【０００３】その一つとして、本出願人は特開２０００
−１６８３１５号公報において、トレッドゴムに短繊維
を含有させるとともに、加硫成形に際して、タイヤ軸方
向に向けた薄いナイフブレードを未加硫のトレッドゴム
中に押し込むことにより、前記短繊維をサイピングの近
傍で押し込み方向（トレッド厚さ方向）に配向させるこ
とを提案している。

【０００４】このものは、短繊維がトレッド厚さ方向に
配向することにより、路面掘り起こし能力が高まるとと
もに、路面の細かな凹凸に追随する厚さ方向の柔らかさ
が確保できるため、粘着摩擦力も改善され、氷上性能を
大きく向上できるという利点がある。

【０００５】しかし、トレッド接地面の全体に亘ってこ
のような配向を行うためには、極めて多数のサイピング
を形成することが必要となるため、トレッドパターンに
おける周方向剛性が過度に低下する傾向となる。その結
果、制動力や駆動力の影響で、所謂ヒール＆トゥ摩耗と
呼ばれる偏摩耗が発生しやすくなり、これによって接地
面積が減少し、特に重荷重用タイヤにおいては、本来の
タイヤ性能の低下が顕著となる。

【０００６】このような状況に鑑み、本発明者が研究を
行った結果、・ナイフブレードを周方向に近づけた場合にも、周方向
に対して３０°以上の範囲であれば、このナイフブレー
ドを押し込む際にゴム流れが局部的に発生し、前記公報
と同様に、短繊維を厚さ方向に配向しうること、・長い１本のサイピングを用いるよりも、それを複数の
短いサイピングに分割して用いる方が、剛性への影響が
少なくパターン剛性を高く確保しうること、並びに・この分割した短いサイピングによる、短繊維の配向、
及びパターン剛性の確保の利点を活かすためには、前記
サイピングを周方向に配列させる、又は一つの線上に並
べて断続的に配列させるのが好ましいこと、を見出し得
た。

【０００７】そこで本発明は、周方向に対して３０°以
上の角度で傾く短小な複数のサイピングを用い、この短
小なサイピングを周方向に配列させる、又は一つの線上
に並べて断続的に配列させることを基本として、短繊維
のトレッド厚さ方向への配向効果を発揮し優れた氷上性
能を奏しながら、トレッドパターンの剛性低下を抑える
ことができ、周方向剛性に係わる耐偏摩耗性能及びタイ
ヤ軸方向剛性に係わる旋回性能を高く維持しうる空気入
りタイヤの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明は、トレッドゴムがゴム中に短
繊維を含有させた短繊維配合ゴムを用いたトレッド部に
形成したブロック又はリブからなる陸部に、タイヤ周方
向に対する傾き角度αが３０〜９０°でのび、かつ長さ
が２〜１０ｍｍ、しかも両端が前記陸部内で途切れる小
サイピングからなる小サイピング群を設けるとともに、
該小サイピング群は、複数の前記小サイピングが周方向
に並んでなる周方向配列部、又は複数の前記小サイピン
グが一つの線上で断続的に並んでなる線状配列部を含む
ことを特徴としている。

【０００９】又請求項２の発明では、前記小サイピング
は、最大深さｈｓが前記陸部の溝底からの高さＨの０．
３〜０．７倍、かつ巾Ｗが１．０ｍｍ以下としたことを
特徴としている。

【００１０】又請求項３の発明では、前記小サイピング
は、深さがその両端から中央部に向かって増大すること
を特徴としている。

【００１１】又請求項４の発明では、前記小サイピング
は、深さが、円弧、正弦を含む曲線状に変化することを
特徴としている。

【００１２】又請求項５の発明では、前記小サイピング
は、前記高さＨに対する前記最大深さｈｓの比ｈｓ／Ｈ
と、前記傾き角度αとの積α×（ｈｓ／Ｈ）が、１０〜
３０（単位°）の範囲の小サイピングを含むことを特徴
としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を、
図示例とともに説明する。図１は、本発明の空気入りタ
イヤが重荷重車両用のスタッドレスタイヤとして形成さ
れた場合の子午断面図、図２はそのトレッドパターンの
展開図を示している。

【００１４】図１において、空気入りタイヤ１（以下タ
イヤ１という）は、トレッド部２からサイドウォール部
３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６
と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の
内方に配されるベルト層７とを含むコード層によって補
強される。

【００１５】前記カーカス６は、カーカスコードをタイ
ヤ周方向に対して例えば７５〜９０度の角度で配列した
１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからな
り、その両端は、前記ビードコア５の周りで折返して係
止される。又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ
周方向に対して例えば１０〜７０度の角度で配列した２
枚以上、本例では４枚のベルトプライ７Ａ〜７Ｄからな
り、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１
箇所以上設けることによって、強固なトラス構造を形成
し、トレッド部２をタガ効果を有して補強している。

【００１６】又前記トレッド部２を構成するトレッドゴ
ムＧは、ゴム中に短繊維を含有させた短繊維配合ゴム１
０によって形成されており、本例の如くトレッドゴムＧ
が、トレッド面をなすキャップゴム層Ｇ１とその半径方
向内側のベースゴム層Ｇ２との２層構造をなす場合に
は、少なくともキャップゴム層Ｇ１を前記短繊維配合ゴ
ム１０で形成する。

【００１７】この短繊維配合ゴム１０として、直径が３
０μｍ以下かつ長さが０．３〜２０ｍｍの短繊維を、ゴ
ム成分１００重量部に対して２〜３０重量部配合したも
のが好適である。また短繊維としては、例えばグラスフ
アイバ−、アルミウイスカー、ポリエステル、ナイロ
ン、ビニロン、芳香族ポリアミド等が採用しうるが、混
練り中の飛散、混練りによる最適形状化、加硫成形時の
加硫温度での軟化が少なくかつ路面掘り起こし効果に優
れるグラスフアイバ−、アルミウイスカーなどの比重
２．０以上の無機系の短繊維が好ましい。

【００１８】このような短繊維は、トレッド厚さ方向に
配向することにより、路面掘り起こし能力がいっそう高
まるとともに、路面の細かな凹凸に追随する厚さ方向の
柔らかさが確保できるため、粘着摩擦力も改善され、氷
上性能を大きく向上させることができる。なお粘着摩擦
力の改善効果を活かすため、前記短繊維配合ゴム１０の
ゴム硬さ（デュロメータＡ硬さ）を６０〜７０°として
いる。

【００１９】そして本発明では、この短繊維をトレッド
厚さ方向に配向させるために、図２、３に示すように、
トレッド部２に形成されるブロックＲｂ又はリブＲｒか
らなる陸部Ｒに、両端が前記陸部Ｒ内で途切れる小サイ
ピング１１からなる小サイピング群１２を設けている。

【００２０】なお本例では、図２に示すように、前記陸
部ＲがブロックＲｂからなる所謂ブロックパターンの場
合を例示しているが、陸部ＲがブロックＲｂ及びリブＲ
ｒからなるリブ・ブロックパターン、或いはリブＲｒの
みからなるリブパターンであっても良い。

【００２１】ここで、前記小サイピング１１は、図３に
示すように、タイヤ周方向に対する角度αが３０〜９０
°かつ長さＬ１が１０ｍｍ以下の短小のサイピングであ
って、その両端が陸部Ｒ内で途切れることに特徴を有し
ている。

【００２２】また前記小サイピング群１２では、複数の
前記小サイピング１１・・・が周方向に並んでなる周方向
配列部１３含んで形成されるか、又は複数の小サイピン
グ１１が一つの線Ｘ上で断続的に並んでなる線状配列部
１４（図６（Ａ）、（Ｂ）に示す）を含んで形成される
ことに特徴を有している。なお、本例では、前記小サイ
ピング群１２が、例えば４本の周方向配列部１３からな
り、かつ各周方向配列部１３が、周方向に並ぶ例えば３
〜４個の小サイピング１１によって形成される場合を例
示している。

【００２３】これは、前記小サイピング１１、及び小サ
イピング群１２が、小サイピング１１を形成する過程で発生する局部的
なゴム流れ、即ちサイプ形成用のナイフブレードが、加
硫成形時のトレッドゴムＧ内に押し込まれる過程で発生
する押し込み方向のゴム流れを利用して、前記短繊維を
厚さ方向に配向させること、並びに小サイピング１１のエッジ効果に期待するのではな
く、陸部Ｒにおける周方向剛性及びタイヤ軸方向剛性を
必要なレベルで確保し、耐偏摩耗性能と旋回性能との双
方を高く維持すること、を主目的として形成されている
からである。

【００２４】ここで、短繊維の厚さ方向への配向効果を
確保するために、前記角度αを３０°以上に設定する必
要がある。しかし、角度αが９０度に近づくほど陸部Ｒ
の周方向剛性の低下が大きくなり、逆に３０°に近づく
ほどタイヤ軸方向剛性の低下が大きくなる。そこで、
（１）小サイピング１１の長さＬ１を、１０ｍｍ以下の
短小とすること、（２）小サイピング１１の両端を、陸
部Ｒ内で終端させること、（３）小サイピング群１２
を、小サイピング１１の周方向配列部１３、又は線状配
列部１４を含んで形成すること、によって、できるだけ
多くのサイピングを形成して短繊維の配向効果を高く発
揮しながら、陸部Ｒの剛性低下をできるだけ抑え、耐偏
摩耗性能と旋回性能との双方を高く維持させるのであ
る。

【００２５】これは、長い１本のサイピングを用いるよ
りも、それを複数の短いサイピングに分割して用いる方
が、剛性への影響が非常に少なくなるという見地に基づ
くものである。

【００２６】従って、前記長さＬ１が１０．０ｍｍより
大では、配向効果に劣りかつ剛性確保が難しくなる。な
お前記長さＬ１が２．０ｍｍ未満では、小サイピング１
１を形成するナイフブレードが過小となってこのナイフ
ブレード自体の形成、およびそれを金型面に植設するこ
とが難しくなる。従って、前記長さＬ１は、２．０〜１
０．０ｍｍの範囲であって、特に２．０〜５．０ｍｍ、
さらには２．０〜４．０ｍｍの範囲が好ましい。

【００２７】また、小サイピング１１の少なくとも一端
が溝壁で開口する場合には、剛性低下が顕著となり、耐
偏摩耗性能と旋回性能との両立ができなくなる。さらに
前記小サイピング１１が周方向配列部１３、又は線状配
列部１４をなさずに形成される場合には、配向効果に劣
り、同じ配向を得るために、より多くのサイピングが必
要となるなど剛性低下にも不利である。

【００２８】ところで、空気入りタイヤでは、周方向剛
性ほどには大きな剛性をタイヤ軸方向に必要とせず、従
って、耐偏摩耗性能と旋回性能との両立のためには、小
サイピング１１の前記角度αは３０〜９０°の範囲でで
きるだけ小さい、即ち３０〜６０°、さらには３０〜４
５°とするのが好ましい。

【００２９】他方、前記小サイピング１１は、その最大
深さｈｓを前記陸部Ｒの溝底からの高さＨの０．３〜
０．７倍の範囲、かつ巾Ｗを１．０ｍｍ以下の範囲とす
るのが好ましい。

【００３０】これは、スタッドレスタイヤが冬用タイヤ
として使用できる範囲は、陸部Ｒの前記高さＨの半分ま
でであり、従って、短繊維を厚さ方向に配向させる範
囲、即ち小サイピング１１の深さは前記高さＨの０．３
〜０．７倍の範囲で充分だからである。なお最大深さｈ
ｓが０．３×Ｈ未満では、短繊維の配向範囲が過小とな
り、逆に０．７×Ｈを越えると、タイヤ製造時にナイフ
ブレード折れが発生しやすくなる。従って、より好まし
くは、前記最大深さｈｓは、０．４×Ｈ〜０．６×Ｈが
良い。またサイピングの前記巾Ｗが１．０ｍｍを越える
と、サイピングが口開きを起こして、偏摩耗の核となり
やすい。従って、より好ましくは、巾Ｗは０．６ｍｍ以
下が良い。

【００３１】この時、前記高さＨに対する前記最大深さ
ｈｓの比ｈｓ／Ｈと、前記傾き角度αとの積α×（ｈｓ
／Ｈ）を、１０〜３０（単位°）の範囲とするのが好ま
しい。これは、短繊維の配向量及び範囲と、陸部Ｒにお
ける周方向剛性の適正化を図るためであり、１０以下で
は、短繊維の配向量及び範囲が少なくなり、氷上性能の
向上が少ないという不利があり、逆に３０を越えると陸
部Ｒにおける周方向剛性が低下して、偏摩耗性能が悪化
する傾向となるからである。

【００３２】また一つの周方向配列部１３における小サ
イピング１１、１１間のタイヤ周方向の距離Ｋａ、及び
陸部ＲがブロックＲｂの場合における両外の小サイピン
グ１１とブロック壁面との距離Ｋｂは、陸部Ｒの剛性と
製造時の損傷との観点から、２ｍｍ以上とすることが好
ましい。２ｍｍ未満では、剛性低下及び製造時の損傷を
招く恐れがある。

【００３３】ここで、前記長さＬ１、距離Ｋａ、Ｋｂ等
はトレッド面において測定した値である。

【００３４】又前記小サイピング１１は、図４に示すよ
うに、その深さｈを両端から中央部に向かって徐々に増
大せしめ、該中央部で最大深さｈｓとなるように形成す
るのが好ましい。これによって、剛性低下をより抑えな
がら、短繊維の配向効果を有効に発揮させることができ
る。又製造時の損傷を抑えるのにも役立つ。このような
観点から、特に前記小サイピング１１は、深さｈを円
弧、正弦を含む曲線状に変化させた形状で形成するのが
さらに好ましい。なお図４には、正弦曲線の場合を例示
している。

【００３５】又本実施形態では、前記図３に示すよう
に、前記周方向配列部１３の間に、タイヤ軸方向に対し
て２０°以下の角度でのびる軸方向サイピング１５を形
成した場合を例示している。該軸方向サイピング１５
は、従来と同様、そのエッジ効果によって氷上性能をさ
らに向上させる目的で形成されたものであり、少なくと
も一端が陸部Ｒのタイヤ軸方向壁面で開放した一端開放
タイプ或いは両端開放タイプのものが使用される。

【００３６】なおこの軸方向サイピング１５では、エッ
ジ効果を有効に発揮せしめ、氷上性能をさらに高いもの
とするために、その深さを、小サイピング１１の前記最
大深さｈｓより大かつ陸部Ｒの前記高さＨ以下に設定し
ている。また同目的で、前記陸部Ｒの表面積ＳＳ（単位
ｍｍ２）と、この陸部Ｒに形成される軸方向サイピング
１５のタイヤ軸方向成分長さＬ２’（単位ｍｍ）の総和
ΣＬ２’の比ΣＬ２’／ＳＳを０．０５〜０．１５の範
囲としている。

【００３７】また前記軸方向サイピング１５では、前記
小サイピング１１と交差しないように、少なくとも２．
０ｍｍ以上の距離Ｋｃを隔てることが、陸部Ｒの剛性確
保の観点から好ましい。さらにこの剛性確保の観点から
は、前記軸方向サイピング１５を一端開放タイプとする
のが好ましく、本例では、一方のタイヤ軸方向壁面から
のびる一端開放タイプのものを例示している。

【００３８】また本例では、一つの周方向配列部１３内
に、周方向に対して一方に傾斜（例えば図２では右上が
りに傾斜）する第１の小サイピング１１Ａと他方に傾斜
（例えば図２では右下がりに傾斜）する第２の小サイピ
ング１１Ｂとが混在し、特にこの小サイピング１１Ａ、
１１Ｂが交互に配列する場合を例示している。しかしな
がら、図５（Ａ）に示すように、周方向配列部１３を小
サイピング１１Ａのみで、或いは小サイピング１１Ｂの
みで形成しても良い。

【００３９】又、図５（Ｂ）に示すように、一つの小サ
イピング１１が、周方向に対して一方に傾斜（図では右
上がりに傾斜）する第１の小サイピング部１１ａと他方
に傾斜（図では右下がりに傾斜）する第２の小サイピン
グ部１１ｂとからなるく字状であっても良い。係る場合
には、サイピング長さＬ１は、小サイピング部１１ａの
長さＬ１ａと第２の小サイピング部１１ｂの長さＬ１ｂ
との和Ｌ１ａ＋Ｌ１ｂとして示される。

【００４０】次に、図６（Ａ）、（Ｂ）に、前記小サイ
ピング群１２が、線状配列部１４からなる場合を例示す
る。この線状配列部１４は、複数の小サイピング１１が
一つの線Ｘ上で断続的に配列することにより形成された
ものであり、図６（Ａ）では、小サイピング１１が、そ
の長手方向に直線でのびる線（角度αの斜線）Ｘ上で配
列する、即ち線状配列部１４が斜線状に形成される場合
が示されている。又は図６（Ｂ）には、長手方向にジグ
ザグでのびる線（角度αのジグザグ線）Ｘ上で前記小サ
イピング１１が配列することにより、線状配列部１４が
ジグザグ状に形成される場合が示されている。

【００４１】係る場合にも、前記周方向配列部１３と同
様、軸方向サイピング１５を介在させることができ、又
距離Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃを２ｍｍ以上とするのが好まし
い。

【００４２】以上、本発明の特に好ましい実施形態につ
いて詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定される
ことなく、種々の態様に変形して実施しうる。

【００４３】

【実施例】図２のブロックパターンを基本としたタイヤ
サイズが２２５／８０Ｒ１７．５のスタッドレスタイヤ
を、表１に示す仕様に基づき試作するとともに、各試供
タイヤのブロック剛性、氷上性能、耐偏摩耗性、短繊維
の厚さ方向の配向性などをテストし、その結果を表１に
記載した。

【００４４】なお従来例、実施例、及び比較例におけ
る、サイピングの形成状態は図７（Ａ）〜（Ｇ）の如く
である。また短繊維配合ゴムとしては、短繊維（グラス
ファイバ；直径９μｍ；長さ１３ｍｍ）を１２重量
部配合したものを使用している。各ブロックは、周方向
長さ４０ｍｍ、タイヤ軸方向長さ３０ｍｍの矩形ブロッ
クとした。

【００４５】（１）ブロック剛性；内圧（７００ｋＰ
ａ）のリム組みした試供タイヤを用い、そのうちの１つ
のブロックに垂直荷重（８．０ｋＮ）及び周方向荷重
（２．４ｋＮ）を与えた時のブロックの周方向変形量、
並びに垂直荷重（８．０ｋＮ）及びタイヤ軸方向荷重
（２．４ｋＮ）を与えた時のブロックのタイヤ軸方向変
形量を観測し、従来例をそれぞれ１００とした指数で示
した。値が大なほどブロック剛性が高い。

【００４６】（２）氷上性能；室内氷盤試験機を用い、
タイヤが完全にロックした状態の摩擦係数（ロックμ）
を測定し、従来例を１００とした指数で示した。値が大
なほど氷上性能に優れている。なお測定条件は次の通り
である。内圧（７００ｋＰａ）、垂直荷重（８．０ｋ
Ｎ）、速度（３０ｋｍ／ｈ）、氷面温度（−１℃）。

【００４７】（３）耐偏摩耗性；試供タイヤを、内圧
（７００ｋＰａ）の条件にて車両（ＧＶＷ８．５トン）
の前輪（従動輪）に装着するとともに、テストコースに
おいて、９０km／ｈから５０km／ｈまでの間、１５００
ｍごとに減速（０．４５Ｇ減速）し、５００km走行させ
た後のブロックのヒール＆トゥ摩耗量を測定し、従来例
を１００とした指数で示した。値が小なほど耐偏摩耗性
に劣っている。

【００４８】（４）短繊維の厚さ方向の配向性；試供タ
イヤを、解体し、目視によって判断した。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】叙上の如く本発明は、短小な複数の周方
向のサイピングを、一つの線上で断続的に配置している
ため、トレッドゴムに含まれる短繊維の厚さ方向への配
向効果を発揮し、優れた氷上性能を奏しながら、トレッ
ドパターンの剛性低下を抑えることができ、耐偏摩耗性
能及び旋回性能を高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面
図である。

【図２】そのトレッドパターンを示す展開図である。

【図３】陸部を拡大して示す斜視図である。

【図４】小サイピング１１をその長さ方向に切断して示
す断面図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）は周方向配列部の他の例を示す
平面図である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）は線状配列部を例示する平面図
である。

【図７】（Ａ）〜（Ｇ）は表１で用いた試供タイヤにお
けるサイピングを示す線図である。

【符号の説明】

２トレッド部１０短繊維配合ゴム１１小サイピング１２小サイピング群１３周方向配列部１４線状配列部ＧトレッドゴムＲ陸部ＲｂブロックＲｒリブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッドゴムがゴム中に短繊維を含有させ
た短繊維配合ゴムを用いたトレッド部に形成したブロッ
ク又はリブからなる陸部に、タイヤ周方向に対する傾き
角度αが３０〜９０°でのび、かつ長さが２〜１０ｍ
ｍ、しかも両端が前記陸部内で途切れる小サイピングか
らなる小サイピング群を設けるとともに、該小サイピング群は、複数の前記小サイピングが周方向
に並んでなる周方向配列部、又は複数の前記小サイピン
グが一つの線上で断続的に並んでなる線状配列部を含む
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】前記小サイピングは、最大深さｈｓが前記
陸部の溝底からの高さＨの０．３〜０．７倍、かつ巾Ｗ
が１．０ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載
の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記小サイピングは、深さがその両端から
中央部に向かって増大することを特徴とする請求項１又
は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】前記小サイピングは、深さが、円弧、正弦
を含む曲線状に変化することを特徴とする請求項３記載
の空気入りタイヤ。
【請求項５】前記小サイピングは、前記高さＨに対する
前記最大深さｈｓの比ｈｓ／Ｈと、前記傾き角度αとの
積α×（ｈｓ／Ｈ）が、１０〜３０（単位°）の範囲の
小サイピングを含むことを特徴とする請求項１又は２記
載の空気入りタイヤ。