住友ゴム工業がゴム内部シミュレートする新材料開発技術が完成

住友ゴム工業が、大型放射光施設「SPring-8」・大強度陽子加速器施設「J-PARC」・スーパーコンピュータ「京」を連携活用することで、ゴムを分子レベルで忠実に再現したシミュレーション解析により、タイヤの相反性能である低燃費性能、グリップ性能、耐摩耗性能の大幅な向上が可能となる「ADVANCED 4D NANO DESIGN」を完成させた。この新技術を採用したコンセプトタイヤ「耐摩耗マックストレッドゴム搭載タイヤ」を「第44回東京モーターショー2015」に参考出品している。

住友ゴム工業では2011年にゴム材料の構造や性質を予測して、自在にコントロールすることで高性能タイヤに求められる材料を科学的、合理的にナノレベルで高精度に設計する独自の新材料開発技術「4D NANO DESIGN」を完成させた。しかし、ゴム内部をより鮮明に解析することに限界があり、断続的なシミュレーションとなっていたため、相反性能である低燃費性能、グリップ性能、耐摩耗性能を同時に向上させるには、さらなる技術の進化が必要だったという。

今回完成した「ADVANCED 4D NANO DESIGN」は、低燃費性能、グリップ性能、耐摩耗性能という、相反性能であるタイヤの三大性能を高い次元で両立するために、ナノからミクロンレベルまで、ゴムの内部構造を連続的かつ鮮明に解析し、シミュレーションすることを可能とする技術です。大型放射光施設「SPring-8」でゴムの構造解析を行い、世界最高クラスの中性子・素粒子実験ができる大強度陽子加速器施設「J－PARC」で運動解析を行うことで、ゴムの内部構造と分子の運動を鮮明に観察することが可能となった。さらに、スーパーコンピュータ「京」が、ゴム内部のストレスや発熱が発生している箇所を同時に特定する。

このストレス原因を低減することで、相反性能であるタイヤの三大性能を向上する「ストレスコントロールテクノロジー」技術が生まれた。この成果を用いたコンセプトタイヤが「耐摩耗マックストレッドゴム搭載タイヤ」。コンセプトタイヤのトレッドゴムは、低燃費性能とウエットグリップ性能を維持しながら、耐摩耗性能を200％に向上させることに成功している。