横浜ゴム株式会社 研究開発活動 (2021年12月期)

当社グループの研究開発は、会社の基盤技術に関する研究開発活動を研究先行開発本部が、直接商品に係る研究開発活動をタイヤ、MB、ATG及びその他の技術部門が担当となり、世界的な技術の先端に挑戦し、世界初の商品を市場に提供することで、お客様に満足いただくべく努力を重ねています。
当連結会計年度における研究開発費の総額は、15,297百万円であります。

当社研究先行開発本部においては、環境貢献企業における研究部門として、精緻でかつ高度な分析・解析技術をベースに物質構造や反応機構等の解明による新素材開発やシミュレーション技術の開発を行い、環境にやさしいタイヤ材料の開発や電子材料用素材・省エネルギー関連への適用技術の開発などを中心に技術の先端に挑戦しています。
研究先行開発本部の研究開発費の金額は、891百万円であります。

・AIを活用したゴムの配合物性値予測システムを独自開発
2020年12月、AIを活用したゴムの配合物性値予測システムを独自に開発し、タイヤ用ゴムの配合設計において実用を開始しました。この予測システムにより、膨大な仮想実験が可能となるため、開発のスピードアップやコスト削減、高性能な商品の開発に加え、経験の浅い技術者による配合設計が容易になることが期待できます。
今回のシステムは当社のAI利活用構想「HAICoLab※(ハイコラボ)」に基づいて開発しました。人がゴムの配合設計パラメーターを入力するとAIが予測される配合物性値を出力します。さらに人が予測された結果を判断しやすくするために予測値の確からしさを表示する機能や、目標とする配合物性値に近しい配合を探索する機能を付加しました。また、人とAIが協奏しながら新たな知見が得られるシステムを設計しました。今後はタイヤのみならずホースやコンベヤベルトなど多岐にわたるゴム商品開発での利用を開始します。
※Humans and AI collaborate for digital innovation をもとにした造語で、人とAI との共同研究所という意味合いも込めました。

・バイオマスからブタジエンを生成する新技術を開発
2021年4月、国立研究開発法人理化学研究所、日本ゼオン㈱と共同で設置している「バイオモノマー生産研究チーム」により、バイオマス(生物資源)から効率的にブタジエンを生成できる新技術を開発したことを発表しました。
ブタジエンは、自動車用タイヤなどの原料として使われる合成ゴムの主原料として使用されており、現在はナフサ熱分解の副生成物として工業的に生産されています。バイオマスからのブタジエン生成技術を確立することにより、石油への依存度を低減することができ、地球温暖化の原因とされる二酸化炭素削減に貢献することが可能となります。
今回、同チームはバイオマスからの優れたブタジエン生成方法の創製に成功しており、これまで開発してきた知見も取り入れることで、ブタジエンの発酵生産でのコストを大幅に削減することができると期待されています。また、本技術によって世界初の発酵生産により生成したブタジエンを用いてブタジエンゴムを得ることにも成功しました。

・NEDOおよび産総研、ADMATとの共同研究によりバイオマス由来のブタジエンゴムでタイヤを試作
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)、国立研究開発法人産業技術総合研究所(産総研)、先端素材高速開発技術研究組合(ADMAT)との共同研究により、バイオエタノールからブタジエンを大量合成し、従来と同等の性能を持つ自動車用タイヤの試作および一連のプロセスの実証に成功しました。
NEDOの「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト(超超PJ)」の委託事業として、超超PJが推進する「計算科学技術」「プロセス技術」「先端計測技術」の三位一体での開発により、バイオエタノールからブタジエンを高速かつ効率的に合成する技術開発に取り組んでいます。2019年、当時では世界最高のブタジエンの収率を持つ触媒システムを開発し、また2020年にはより最適な触媒を検討し、2019年と比べて1.5倍のブタジエン収率を持つ世界最高の触媒システムの開発に成功しました。
今回の成果はこれをさらに進化させたもので、バイオエタノール処理量を約500倍にした大型触媒反応装置を設計・製作してバイオエタノールからのブタジエン大量合成を検討。反応条件の最適化や生成したブタジエンの捕集方法の改良により、約20kgのブタジエンの製造に成功しました。さらに、このブタジエンを蒸留精製により高純度化した後、重合反応によって得られたブタジエンゴムを原料にして自動車用タイヤの試作に成功しました。
試作タイヤはグランドツーリングタイヤ「BluEarth-GT AE51」の185/60R15サイズです。このタイヤのキャップトレッドとサイドウォールを全てバイオエタノール由来のブタジエンゴムと天然ゴムに変更したため、両部分のゴムは持続可能なゴム材料のみで構成されています。また、試作タイヤは従来の石油由来のゴムを使用した時と同等の材料性能を有しています。

・AIを活用したタイヤ特性値予測システムを独自開発
2021年12月、AIを活用したタイヤの特性値予測システムを独自に開発し、タイヤ設計において実用を開始しました。これにより、膨大な仮想実験が可能となるため、開発のスピードアップやコスト削減、より高性能な商品の開発に加え、経験の浅い技術者によるタイヤ設計が容易になることが期待できます。
今回のシステムは当社が2020年10月に策定したAI利活用構想「HAICoLab(ハイコラボ)」に基づいて開発。人がタイヤの設計パラメーターである構造や形状に関する仕様データ、コンパウンドなどの物性値に関する材料データ、評価条件を入力すると予測されるタイヤ特性値をAIが出力します。また、本システムではタイヤ設計で起こりがちなAIの予測精度の低下を抑制しています。内部構造が異なるタイヤでは設計パラメーターの種類や数が異なるため、AIの学習に利用する全データを構造特徴に合わせて細分化して使い分ける必要がありますが、学習データの細分化によってAIの予測精度が低くなることが少なくありません。そこで関連する他の領域で学習したAIの予測能力を移植(転移学習)することによって予測精度を向上させています。
2020年12月にAIを活用したタイヤ用ゴムの配合物性値予測システムを実用化しています。今後は今回のタイヤ特性値予測システムと組み合わせることで、多岐にわたるタイヤ商品開発に利用していきます。


セグメントごとの研究開発活動を示すと、次のとおりであります。
(1)タイヤ
既存既存事業における強みの「深化」と、大変革時代のニーズに応える新しい価値の「探索」を同時に推進し「YX2023」の次世代の成長に向けた「変革」を図ることを目標とし以下のような活動をしました。
当連結会計年度における研究開発費の金額は、11,854百万円であります。

1)タイヤ空気圧モニタリングシステム「HiTES4」がUDトラックス㈱の大型トラックに採用
2021年1月、トラック・バス用タイヤ空気圧モニタリングシステム(TPMS)「HiTES4(ハイテスフォー)」が純正オプションとしてUDトラックス㈱のフラッグシップ大型トラック「クオン(Quon)」に採用されました。対象は4軸車CG、3軸車CD、2軸トラクターヘッドGKの3モデルの国内向け車両です。
「HiTES」はタイヤ内部の空気圧と温度をリアルタイムで確認することが可能で、管理値から外れた際には警報を発するモニタリングシステムです。今回採用された「HiTES4」は2020年9月より販売している第4世代モデルで、異常が検知された際に音と色点滅で伝えるインジケーターやスマートフォン・タブレットでタイヤ状態を確認できる機能により空気圧の見える化を図りました。また、IoTを活用してタイヤ点検情報などを管理する当社のタイヤマネジメントシステム「T.M.S(ティーエムエス)」と連携させることで、車両から離れた場所からでもタイヤ内部の空気圧と温度や車両の位置をモニターすることができます。

2)乗用車用タイヤセンサーの中長期的な技術開発ビジョン 「SensorTire Technology Vision」を発表
2021年2月、乗用車用タイヤセンサーの中長期的な技術開発ビジョン「SensorTire Technology Vision」を発表しました。
「SensorTire Technology Vision」とは、センシング機能を搭載したSensorTire(IoTタイヤ)から得られる情報をドライバーや外部の様々な事業者に提供することで、新たなモビリティ需要の変化に対応しつつ、人々の移動を足元から支え、安心・安全に持続的に貢献することを目指すものです。
具体的にはセンシング機能とリアルタイム性を指標として提供するサービスを分類して、それぞれに適したセンシング機能やデータ分析・予測技術を段階的に構築し、センシング機能の利活用範囲の拡大を行います。
まずは個人向けや車両運行管理会社を対象とした空気圧通知サービスの実証実験から開始し、2023年までに摩耗検知機能を追加します。これにより、タイヤローテーション時期のお知らせやフリート(複数の車両を所有する企業や官公庁など)向けの効率的なタイヤ点検計画などの提案が可能となります。
さらに将来的には、地図情報や様々なプローブ交通情報(渋滞情報、天候情報)などとタイヤデータを関連付けて分析することで、安全な運行ルートの提案といった新たな付加価値情報を提供し、自動運転車両やMaaS※に関連したサービスを提供する会社などの安心・安全な車両運行管理をサポートすることも目指します。
※Mobility as a Serviceの頭文字。地域住民や旅行者の移動ニーズに対応して複数の公共交通やそれ以外の移動サービスを最適に組み合わせて検索・予約・決済などを一括で行うサービス

3)タイヤ・路面検知システムの実証実験を開始
2021年2月、当社はアルプスアルパイン㈱、㈱ゼンリンと路面検知システムを搭載した「IoTタイヤ」で得たデータを地図情報と紐付ける実証実験を行い、新たなタイヤビジネスの検討を開始したことを発表しました。
本実証実験では、当社とアルプスアルパイン㈱が共同開発する先進タイヤセンサーを実験用車両に装着して路面検知を行います。タイヤセンサーが有する路面検知情報とゼンリンが有する豊富な地図情報との紐付けを行うことで、様々な路面のデータの分析・蓄積とシステム構築を加速させ、新たな付加価値を提案するタイヤビジネスの実現を目指します。
本実証実験によるデータ分析を通じて、将来のソリューション提供を目標としています。例えば、摩耗状態や空気圧不足を検知し、急勾配・急カーブ道路を避けるナビゲーションや路面凍結・陥没道路などの情報提供による安全運転支援、自動運転車両の制御など様々なソリューションを検討・提案します。

4)国内農機メーカーへのOE納入を開始
2021年5月、ヤンマーアグリ㈱の農耕用トラクター「YT4A」シリーズの「YT460A」「YT465A」の新車装着(OE)用タイヤとして、「ALLIANCE AGRISTAR Ⅱ(アライアンス・アグリスター・ツー)」の納入を開始しました。当社が国内農機メーカーへOE納入するのは約50年ぶりとなります。
当社は中期経営計画「Yokohama Transformation 2023(YX2023)」のタイヤ生産財事業において、農業機械用・林業機械用・産業車両用・建設車両用などを扱うオフハイウェイタイヤ(OHT)事業をさらなる成長ドライバーと位置づけております。従来の「YOKOHAMA」の他、今回OE納入を開始したOHT事業の「ALLIANCE」「GALAXY」「PRIMEX」、愛知タイヤ工業の「AICHI」といったマルチブランド戦略によりに事業拡大を進めています。

5)オリックス自動車とタイヤソリューションサービスの実証実験を開始
2021年08月、オリックス自動車㈱の協力を得て、新たなタイヤソリューションサービスとして当社が開発したタイヤ空気圧の遠隔監視システム(Tire air Pressure Remote access System=TPRS)の実証実験を開始しました。実証実験はオリックス自動車のカーシェアリング事業であるオリックスカーシェアの車両に「TPRS」を導入し、東京都と神奈川県の首都圏の一部で実施します。
今回の実証実験はCASE※1、MaaS※2など自動車業界の変革に対し、当社の「TPRS」の効果を検証するものです。タイヤメンテナンスの省力化や精度の高いタイヤ管理、効率的なメンテナンス計画など車両保有者にとっての有効性を探るとともに、安定的な安心・安全運行や燃費向上など車両利用者にとってのメリットを検証し、車両保有者と利用者双方の安全性や経済性の向上に貢献するビジネスモデルの確立を目指します。
※1:Connected(コネクテッド)、Autonomous(自動運転)、Shared & Services(カーシェアリングとサービス/シェアリングのみを指す場合もある)、Electric(電動化)の頭文字をとった造語
※2:Mobility as a Serviceの頭文字。地域住民や旅行者の移動ニーズに対応して複数の公共交通やそれ以外の移動サービスを最適に組み合わせて検索・予約・決済などを一括で行うサービス。

6)乗用車用スタッドレスタイヤ「アイスガード セブン」新発売
2021年9月、乗用車用スタッドレスタイヤブランド「iceGUARD(アイスガード)」の新商品「iceGUARD 7(アイスガード セブン)」を発売しました。「アイスガード セブン」は「YOKOHAMAスタッドレスタイヤ」の第7世代の新商品です。「アイスガード」が一貫して追求してきた「氷に効く=氷上性能」をさらに向上させました。また「雪に効く=雪上性能」もレベルアップし、従来品「アイスガード シックス」で定評のあった「永く効く=性能持続性」も兼ね備えています。
トレッドパターンは当社の新たな開発アプローチである「接地とエッジの両立技術」によって、YOKOHAMAスタッドレスタイヤ史上最大の接地面積と溝エッジ量を実現した専用パターンを開発しました。「マルチベルトブロックEX」「コレクティブビッグブロックEX」などが接地面積の拡大とブロック剛性の向上に寄与して氷上性能をレベルアップ。また、「マルチダイアゴナルグルーブ」「トリプルライトニンググルーブ」が溝エッジ量を増大させ、優れた雪上性能を発揮します。そのほか、50%摩耗時にサイプが太くなる新形状の「クワトロピラミッド グロウンサイプ」の採用により、使用後期まで氷上性能をキープします。加えて、新開発の「ダブルエッジマイクログルーブ」により装着初期の氷上性能も高めています。

7)ゼンリンとタイヤ内面貼り付け型タイヤセンサーを使った実証実験を開始
2021年10月、㈱ゼンリンの協力を得て当社が開発中のタイヤ内面貼り付け型タイヤセンサーの実証実験を開始いたしました。実証実験用の車両を用意し、日本全国で実施いたします。
本実証実験は、当社が開発中のタイヤセンサーとアルプスアルパイン㈱が開発した車載器を、ゼンリンの協力のもと実証実験用車両に取り付け、タイヤ内面貼り付け型センサーの市場耐久性の確認及び、車両に搭載する車載器によるタイヤ空気圧の遠隔監視システム(Tire air Pressure Remote access System=TPRS)の検証・構築を行います。また、空気圧情報とGPS情報による位置情報をゼンリンが有する豊富な地図情報との連携により、新たな付加価値を提案するタイヤビジネスの実現を目指します。
当社の「TPRS」は、CASE、MaaSなど自動車業界の変革に対し、タイヤメンテナンスの省力化や精度の高いタイヤ管理、効率的なメンテナンス計画など車両管理者にとっての有効性を探るとともに、安定的な安心・安全運行や燃費向上など車両保有者にとってのメリットを検証し、ドライバーの安全性や経済性の向上に貢献するビジネスモデルの確立を目指します。

(2)MB
「成長性・安定性の高いポートフォリオへの変革」をテーマに掲げ、安定収益の確保を目指した技術開発を積極的に行いました。
当連結会計年度における研究開発費の金額は、1,985百万円であります。

1)ゴム・樹脂ポリマーアロイを用いて自動車用エアコンホースの大幅な軽量化に成功
このほど、自動車用エアコンホースの大幅な軽量化に成功しました。現在、実用化に向けて開発を加速しており、2024年からの本格的な事業展開を目指します。
今回、軽量化に成功したホースは、当社の独自技術を駆使して開発したゴム・樹脂ポリマーアロイ※1を用いることで柔軟性、耐熱性といったゴムの特性を活かしながら、樹脂の高いガスバリア性によって従来比50%の大幅な軽量化を実現しています。また、ホースを製造する際、多量の熱を使う加硫が不要のため、カーボンニュートラル達成に貢献します。当社はホースと配管を一体化した設計・評価を強みとしており、様々な顧客要求、配管レイアウトに対応することが可能です。配管についてはオール樹脂化を進め、ホースと配管の組み合わせでも大幅な軽量化を実現します。今後は実用化に向けた開発を継続しながら、他の自動車配管への参入も目指します。
※1:海相が樹脂で構成され、島相がゴムで構成される海島構造体。

2)難燃高温耐熱性コンベヤベルト「Flame GUARD Super 100」を発売
高温耐熱性と難燃性を兼ね備えた難燃高温耐熱性ベルト「Flame GUARD Super 100(フレイムガード・スーパーヒャク)」を発売しました。近年、焼結鉱※1やコークス※2など高温の物質を運搬するコンベヤベルトラインでは、安全性をより高めるため、熱によるベルトの劣化を防ぐ高温耐熱性に加えて、ベルトの燃焼を防ぐ難燃性(自己消火性)を有する商品のニーズが高まっています。横浜ゴムはこうしたニーズに応えるため、様々な耐熱性ベルトや難燃性ベルトを生み出してきたゴム配合技術を駆使し、両性能を併せ持つ「Flame GUARD Super 100」を開発しました。「Flame GUARD Super 100」は、国内外で高温耐熱性が高く評価されている耐熱性コンベヤベルト「Hamaheat Super 100」をベースに開発した商品です。耐熱性能は「Hamaheat Super 100」と同様の運搬物温度100～400℃、ベルト表面温度60～200℃を確保しながら、日本産業規格(JIS)のJIS K6324:2013 難燃性コンベヤゴムベルト 3等級の難燃性を実現しています。
※1:粉上にした鉄鉱石に粉コークスと石灰石を混ぜ一定の大きさに焼き固めた物
※2:石炭を高温で蒸し焼きにして抽出した物

(3)ATG
革新、技術、低コスト生産により、商品のライフサイクルを通じて最も安いコストで最高の価値をお客様に提供するべく以下のような活動をしました。
当連結会計年度における研究開発費の総額は、291百万円であります。

1)各種展示会への出展
2021年1月から6月にかけては、世界的な新型コロナウイルス感染拡大を受け、展示会への参加は見送りましたが、各種プレスイベントの企画、開催等を通じて、製品およびサービスを理解していただく場を設けました。
2021年7月から9月にかけては、北米最大級の屋外農機展FARM PROGRESS SHOW 2021(ファーム プログレス ショー 2021)への出展や各種プレスイベントの企画、開催等を通じて、製品およびサービスを理解していただく場を設けました。
2021年10月から12月にかけては、中南米最大級の屋外農機展Expo AgroAlimentaria Guanajuato 2021(エキスポアグロアリメンタリアグアナフアト 2021)への出展や各種プレスイベントの企画、開催等を通じて、製品およびサービスを理解していただく場を設けました。

2)新商品の発売
多くの商品を市場に投入し、販売拡大に努めております。当期において発売した商品は、主に次のものとなります。
[ALLIANCEブランド]
・AGRI STAR Ⅱ(アグリ スター Ⅱ)
優れたトラクション、走行安定性、耐磨耗性を発揮するトラクター用フラッグシップラジアルタイヤ。新サイズおよび90扁平シリーズを上市。 (2021年7~9月新サイズ発売)、95,70,65扁平シリーズの新サイズを上市。 (2021年11~12月新サイズ発売)
・585
多方向性の深溝ブロックパターンにより、タイヤライフの長期化を実現。作業効率、生産性向上に貢献する建設車両用ラジアルタイヤ。新サイズを上市。(2021年7月新サイズ発売)
・699
対角線上に配置されたラグパターンにより、優れたトラクションと耐久性を発揮。作業効率、生産性向上に貢献する建設車両用バイアスタイヤ。(2021年11月-12月新サイズ発売)
・400S
硬くて粗いコンテナヤードで長時間使用されるリーチスタッカー向けに耐久性に特化したパターンデザインのバイアスタイヤ。(2021年10月新サイズ発売)
・775
高荷重で長時間、粗いコンテナヤードで多段積み作業をする重フォークリフトと空コンテナハンドラー向けに設計されたバイアスタイヤ。(2021年11月新サイズ発売)
・Agriflex+ 881(アグリフレックスプラス 881)
40%低い空気圧でスタンダードタイプと同じ荷重能力のあるVF規格を採用し、土壌圧縮を抑制し、牽引力・トラクション性能、乗り心地を向上したラジアルタイヤ。19.5インチシリーズを上市。(2021年10月-11月新サイズ発売)
・590
方向性のないパターンと優れた耐カット・チッピング性を備えた頑丈なスチールベルト構造のフローテーションラジアルタイヤ。26.5インチ,30.5インチシリーズを上市。(2021年11月-12月新サイズ発売)

[GALAXYブランド]
・EarthPRO RC(アースプロ アールシー)
65km/hまでの高速走行が可能な上、トラクション性能を高める深溝パターンを採用しており、作業効率向上に貢献。セルフクリーニング性にも優れたスプレーヤー、作業機向けロークロップラジアルタイヤ。
・LHD 510 SDS(エルエイチディー 510 エスディーエス)
耐チッピング・チャンキング性と耐熱性を両立するコンパウンド、超深溝パターンの採用によりタイヤライフの長期化を実現。サイドまで溝を配した独自設計パターンによりトラクション性やクッション性にも優れ、オペレーターの作業効率、快適性向上に貢献するホイールローダー用超深溝クッションタイヤ。
・MGSR 210(エムジーエスアール 210)
オールスチール構造で耐久性に優れ、独自のスノーパターン設計によって雪上やぬかるんだ路面で高いグリップを発揮。セルフクリーニング性も優れたラジアルタイヤ。
・YARDMASTER SDS(ヤードマスター エスディーエス)
幅広のタイヤプロファイル、接地面積により荷重負荷能力、走行安定性、タイヤ寿命、トラクションに優れるフォークリフト用クッションタイヤ。新サイズを上市。(2021年9月新サイズ発売)
・CTM 101
小型のホイールローダーやバックホー、テレハンドラー向けに耐カット、耐衝撃性に優れた特別なゴムを使用した万能バイアスタイヤ.(2021年10月新サイズ発売)
・LDSR 510
厳しい作業環境での長寿命を実現するための特別なコンパウンドを採用したホイールローダー、ドーザー向けオールスチールラジアルタイヤ。(2021年11月新サイズ発売)
・Mighty Mow - TS(マイティモウティーエス)
ブロックトレッドデザインと独自のショルダーラグデザインは、ステアリング安定性と横方向のトラクションを発揮するだけでなく、芝へのステアリングによるダメージが大幅に軽減される。芝刈り機用バイアスタイヤ。7つの新サイズを上市。(2021年10月-12月新サイズ発売)

[PRIMEXブランド]
・Mine Star(マイン スター)、Mine Blastar(マイン ブラスター)
主に地下鉱山での使用を想定し、耐チッピング・チャンキング性や耐熱性に優れたトレッドコンパウンドを採用。タイヤライフの長期化により、ダウンタイムやコストの削減に貢献するホイールローダー用超深溝タイヤ。(2021年6月発売)


上記のほか、ゴルフクラブ等のスポーツ用品に係る研究開発費が 276百万円あります。