ガソリンエンジン油新規格 ILSAC GF-6〈上島62祥太〉

解説1

ガソリンエンジン油新規格 ILSAC GF-6
中央技術研究所

潤滑油研究所

エンジン油グループ

1. はじめにかみしま

上島しょうた祥太

制に対応した技術開発が進められている。
各国の今後の燃費規制動向を米国の企業別平均燃費規

ガソリンエンジン油は、一般消費者に使用されることか制 CAFE（Corporate Average Fuel Economy）基 準 値ら「規格」が公表され、それに適合したエンジン油が市に換算して比較すると、2020 年には日本で約 46 マイル /場に浸透することで一定の品質が保持されている。

ガロン（国内燃費基準 20.3 km/l に相当）、中国で約 48

ガソリンエンジン油の品質規格には、API（Americanマイル / ガロン、欧州では 2021 年に約 57 マイル / ガロン、Petroleum Institute：米 国 石 油 協 会）サ ービス分 類 お

米国では 2025 年に約 56 マイル / ガロンといった目標設定

よび そ れ に 付 随 する ILSAC（International Lubricantが検討されている 3）。

Specification Advisory Committee：国 際 潤 滑 油 規 格

このような背景を受け、ガソリンエンジン油に対しても、

諮 問 委 員 会 ）規 格、 欧 州 の ACEA（Association des

自動車の省燃費化への寄与が強く求められている。エンConstructeurs Europeens d’Automobiles：欧州自動車

ジン油は、過給器を含むエンジンの潤滑、清浄分散作用、工業会）規格などがある。API サービス分類はエンジン油密封作用、さび止め作用、冷却作用といった多くの機能をの基本性能を規定しており、これに省燃費性能などを加え有するが、これらの機能を十分に確保しつつ、エンジンた規格が ILSAC 規格である。最新の API サービス分類

内の摩擦損失や粘性抵抗を低減してエンジン効率を高め、および ILSAC 規格は API SNおよび ILSAC GF-5 であり、省燃費化に貢献することがエンジン油開発の課題と言え現在数多くのエンジン油が認証を受け登録されている。

る。また、摩擦低減に寄与するエンジン油組成の最適化

現在 ILSAC は General Motors（GM）、Ford、Chryslerに加え、燃費向上を目指したエンジンの設計技術や使用およびJAMA（Japan Automobile Manufacturers Association,条件の変遷に伴うエンジン油への要求性能の変化にも柔Inc.：日本自動車工業会）により構成され、ILSAC 加盟の軟に対応することが必要となっている。

自動車会社から自社のエンジン性能が確保されることを前ILSAC の 次 期 規 格 GF-6 も、 日本 の 2015 年 燃 費目提に提案された規格を大手添加剤メーカーや独立系オイル標値、米国での 2016 年燃費規制値の達成に向けた乗用メーカーなどのオイルサプライヤーが商品化可能かを検討、車向けのガソリンエンジン油品質規格として検討が開始

確認することによって規格が成立する

1）,2）

。

され、2011 年 10月に ILSAC と API Lubes Group の 会

ILSAC は 2012 年にオイルサプライヤー側（石油会社、議が開かれ、非公式ながら GF-6 規格の議論用ドラフト

潤滑油会社、添加剤会社）との新たな会議体として AOAPおよび新規格の Needs Statement が示された 3）。Needs（Auto-Oil Advisory Panel）を組織した。ILSAC 規格のStatement とはその規格がなぜ必要とされるかを明確に

内容は自動車会社、オイル会社および添加剤会社により構し、規格設定の基本指針として示されるものであり、GF-6成されたこの AOAP によって議論が重ねられ、最終決定

規格に関する Needs Statement には以下の項目が示されされることとなる 3）。ている 4）。a）～ c）は GF-3 規格以降継続的に要求されて本稿では次期 ILSAC 規格として導入検討が進められている基本項目である。これらに加えて GF-6 規格では、d）

いる GF-6 規格の導入背景およびその特徴について、2016～ f ）の項目が提示されている。d）～ f ）の詳細について

年 4 月の執筆時点における情報に基づき解説する。

は次項に記述する。

2. 背景a）省燃費性およびその持続性向上b）排気系システムとの適合性向上

地球温暖化の抑制、エネルギー資源の消費削減は、直近の、また長期的将来に亘って全世界規模で取り組むべc）全 世界市場におけるエンジン保護のためのエンジン油のロバスト性向上

き課題であり、自動車産業においても、厳格化する排気d）LSPI（Low Speed Pre-Ignition）防止性向上

ガス規制への対応とともに今後ますます強化される燃費規e）タイミングチェーン、動弁系など種々のエンジン構成

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エンジン試験の多くを代替試験法に変更する必要が生じ部品の摩耗防止性向上

たため、新規開発されるエンジン試験の種類がこれまで

f）粘度グレードにより 2 つの規格の設定の ILSAC 規格改定に比べて多くなっていることが GF-6
3. GF-6 規格の特徴

規格の特徴であり、規格設定の大きな課題となっている。
前述のとおり GF-5 規格から強化される項目を評価するた

表 1-1、1-2 に 2016 年 2 月時点での GF-6 規格ドラフト

めのエンジン試験が刷新されるのに加え、近年のトレンドを、比較のため GF-5 規格とともにまとめる 5）,6）。GF-6 規であるダウンサイジング直噴ターボエンジンへの対応も踏格ドラフトでは現行の試験法に基づいた要求値を記載してまえ、 新たに Needs Statement に示された LSPI（Lowいる。

Speed Pre-Ignition：低速での過早着火）防止性およびタ

GF-6 規格は GF-5 規格に比べ、省燃費性、耐スラッジ性、ピストン清浄性、高温酸化安定性などが強化される。

イミングチェーン摩耗防止性を評価するエンジン試験が新設される。

エンジン部品の供給性の問題から GF-5 で規定されている
表 1-1

ILSAC GF-6 規格ドラフトおよび GF-5 規格（エンジン試験）− 21 −

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ILSAC GF-6 規格ドラフトおよび GF-5 規格（ベンチ試験）

また、市場の更なる省燃費要求に対応すべく、新たにこれに伴い GF-6 規格でも XW-16 未満の低粘度グレー

0W-16 の低粘度グレードが採用され、既存粘度グレードドの追加が検討されることとなったが、最終的に 0W-16と新規粘度グレードを区別するために、前者を GF-6A、のみが追加されることとなり、既存粘度グレードを規定す後者を GF-6B として規格化される見込みである。

る GF-6A と区別され GF-6B と呼ばれる。規格ドラフトで以下では主に GF-5 規格から変更される項目や新たに導は、両者の違いは粘度グレードと省燃費性能のみである。
以下では、省燃費性能に関する内容以外では両者を特に入される項目について解説する。

区別せず単に GF-6 と記述することとする。
3. 1 低粘度グレードの追加

低粘度グレード追加に際し、ユーザーが誤って低粘度オ

GF-6 規格導入に先んじて、2013 年 4 月および 2015 年

イルに適応しない車種に GF-6B 規格油を使用しないよう

1 月にエンジン油粘度分類を規定している SAE J300 のGF-6B 認証油に対してはスターバーストマーク（ILSAC の改訂があり、従来、高温粘度グレードでは SAE20 が最も認証マーク）に替わる新たな認証マークを導入することも議

低粘度であったが、ここに SAE16、12 および 8 の更なる論されている。

低粘度グレードが加わった。
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3. 2 エンジン試験
表 2 に GF-5 と GF-6 のエンジン試験の概要を示す。
表2（1） 高温酸化安定性試験

GF-6、GF-5 のエンジン試験概要（Average Weighted Piston Deposits）は 5.0 以上とする

Seq. Ⅲ H

高温酸化安定性試験は、GF-5 規格に規定されていることが議論されており、Seq. Ⅲ G よりも厳しくなる見込み

Seq. Ⅲ G から Seq. Ⅲ H へ大きく変更されることとなった。

である。WPD とは各ピストンの各部位の清浄性に重み付Seq. Ⅲ H 試 験 の 候 補として、 当 初 GM の 試 験 法 がけ（Weighting Factor）を乗じて加算し、全ピストンの値有 力視されていたが、GM が同社の試 験 法を自社 純 正を平均化した清浄性の指標であり、数値が大きいほど良油の dexos 規格に適用することを優先するなどの理由か好な結果であることを示す 8）。

ら、ASTM International（旧称 American Society forTesting and Materials；米国試 験 材料協会）管理下に（2） 低温動弁系摩耗防止性試験 Seq. Ⅳ B置くことに難色を示したため、Chrysler が試験法開発にSeq. Ⅳ A で用いられていた日産製エンジンに替わり、ト名乗りを挙げた。その後、Chrysler 試 験 法の精度確認

ヨタの 1.5L 直列 4 気筒 DOHC 直打式動弁系エンジンに検 討が概ね終了し、データ解 析の結果、2016 年 2 月のよる試験開発が進められている。試験は約 30 秒の間にエAOAP 会議での投票において Seq. Ⅲ H への採用が賛成

ンジン回転数をアイドリング状態から 4000 rpm 超まで上多数となった。

げて戻すという高過渡サイクルを 200 時間繰り返し、インSeq. Ⅲ H と Seq. Ⅲ G の違いは試験用エンジンが Seq.

テークリフターの摩耗量を測定し評価する 7）。

Ⅲ G の GM 製 3.8L V6 エンジンから試験開発を主導した
Chrysler の 3.6L V6 エンジンとなる点や、Seq. Ⅲ G の評

（3） 低温清浄性試験

Seq.Ⅴ G or Ⅴ G-A

低温清浄性試験は、あまり温度の上がらない運転条件

価項目の 1 つであった動弁系耐摩耗性の規定がないことなを繰り返す、いわゆる“STOP and GO”が多い市街地のどが挙げられる。
表 1-1 にも示したが Seq. Ⅲ H では試験油の 40℃動粘度

走行パターンをシミュレートした試験条件でエンジン油のの上昇率は 100% 以下、ピストンデポジットの評点 WPD

スラッジおよびワニスの生成防止性能を評 価する。GF-6− 23 −

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では新たに Seq.Ⅴ H を導入すべく試験法の開発が進めらられる。LSPI とはスパークプラグによる点火前に火炎伝れていたが、開発に使用していた燃料に不具合があったこ播が始まる現象で、非常に強いノッキングを発生させることが判明し、開発が大幅に遅れる見込みとなったことからとからエンジン損傷などの懸念がある。LSPI 発生メカニ

GF-6 への採用は見送られることとなった。そこで GF-5 でズムについては、各種研究機関にて研究されており、燃料採用されている Seq. Ⅴ G 試験を引き続き使用することがとエンジン油が液滴となって燃焼室内で自着火する説、燃検 討され 始めている。ただし、現行 Seq. Ⅴ G 試 験 用の焼室内に生成したデポジットが発火源となる説などが挙げ

燃料バッチが無くなるため、新たなバッチの燃料での検討られている 10）, 11）, 12）。

が必要な状況である。これに加え、GF-6 規格存続期間中LSPI の防止についてはエンジンの設計、使用条件の最の現行 Seq. Ⅴ G 試験用エンジン部品の供給性に懸念が適化といったハード面からの対応の他に、エンジン油に含あることから、Seq.Ⅴ H 試験用の部品を一部組み合わせまれる一部の添加剤の成分が LSPI の発生頻度に影響すた Seq.Ⅴ G-A 試験も検討されているが、先行きは不透明るという報告 13）があることからエンジン油による対応が重である。したがって、現時点では①新燃料を用いた現行要視されている。

Seq. Ⅴ G、② 新 燃 料を用いた Seq. Ⅴ G-A の 2 つの選択

このような背景から LSPI 防止性試験の導入に向け、試肢があり、いずれも並行して試験法開発が進められてい験法開発が進められており、2016 年 3 月現在、Ford のエる状況である。規格値については、エンジン各部位の清ンジンを用いた試験条件が概ね決定し、精度確認試験が浄性評点の合格基準値が Seq. Ⅴ G よりも厳しくなる見込実施されている状況である。
エンジン油中に含有する添加剤由来の元素のうち、金みである。

属系清浄剤として用いられる Ca 分の含有率が一定以上にSeq. Ⅵ E/ Ⅵ F

なると LSPI 発生頻度が上昇する傾向が確認されているこ

省 燃 費 性 試 験 Seq. Ⅵ E は GF-5 の Seq. Ⅵ D 同 様、とから 13）、GF-6 規格油では Ca 系清浄剤の使用量が制限

GM が開発を主導している。試験法は Seq. Ⅵ D と大きくされることになるが、Ca 系清浄剤を減量した分の清浄性変わらず、燃費を測定するステージとオイルをエイジングさ低下を担保するため、LSPI 発生頻度への影響がない Mg（4） 省燃費性試験9）せるステージが設けられている 。エイジング運転は、劣化系、Na 系清浄剤などの使用が見込まれる。

時の省燃費性確認用に、オイルを劣化させる目的で実施される。Seq. Ⅵ E ではエイジング時間が Seq. Ⅵ D の 100（6） チェーン摩耗防止性時間から 125 時間に延長される。

チェーン摩 耗 防止性 試 験は LSPI 防止性 試 験と同様

GF-6B で規定される 0W-16 油の省燃費性評価にも Seq.

GF-6 から新規導入が検討されているエンジン試験法で、Ⅵ E が用いられる予定であったが、0W-20 油に対 する使用するエンジンも LSPI 防止性試験と同じ Ford の直噴0W-16 油の優位性を適正に評価できない可能性が示唆さターボエンジンである。タイミングチェーンの摩耗防止性れたため、GF-6B の評 価用に新たに Seq. Ⅵ F が導入さ試験も LSPI 防止性試験と同様に、エンジンのダウンサイれる予定である。Seq. Ⅵ F は高油温燃費測定ステージにジング直噴ターボ化への対応を背景に導入されるものであおける油温が Seq. Ⅵ E よりも 15℃低い 100℃となる見込る。ガソリンエンジンの直噴化により、ディーゼルエンジンみであり、エイジング条件など、その他の条件は Seq. Ⅵ Eと同様にエンジン油中へのススの混入が懸念され、ススと同様となる予定である

4）, 7）。

がタイミングチェーンの摩耗に影響を及ぼす懸念があるた

合格基準値について、GF-6A では GF-5 認証油対比でめである。

FEI2 が 0.5%、FEI SUM が 1.0% 改善するレベルである

2016 年 3 月現在、評価試験条件は概ね決定し、精度ことが記載されており、GF-6B ではこれよりも更にそれぞ確認試験が進行中である。合格基準値の設定は検討段階れ 0.2%、0.3% の燃費改善率が要求されることになる。

であるが、試験後のチェーンの伸び率が基準値以下であることが要求されることになる。

（5） LSPI（Low Speed Pre-Ignition）防止性
GF-6 では LSPI（Low Speed Pre-Ignition；低 速での3. 3 ベンチ試験

過早着火）防止性を評価するエンジン試験が新規に導入される予定となっている。

ベンチ試験について、以下の項目の廃止または変更がある他は GF-5 からの大きな変更はない見込みである。

このエンジン試験は、現在、欧米、日本の自動車メーカーの燃費改善の重要な手法となっているエンジンのダウンサ（1） 高温清浄性：TEOST MHT-4

イジング直噴ターボ化技術への適否判断を目的に導入されるものである。

GF-6 では GF-3 以降採用されてきた高温清浄性を評価するベンチ試 験 TEOST MHT-4 が廃止されることが決

ダウンサイジング直噴ターボエンジンの課題として、低まっている。前述したように高温清浄性エンジン試験 Seq.

回転領域の正味平均有効圧を高めることによる突発的なⅢ H として採用される見込みの Chrysler の試験法によりLSPI の発生がトルク向上の制約となっていることが挙げ

Seq. Ⅲ G および TEOST MHT-4 の両方を代替できると

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ガソリンエンジン油新規格 ILSAC GF-6〈上島の考えにより廃止に至ったものである5）, 6）。

祥太〉

3）潤 滑油協会潤滑油環境対策委員会 ； 潤滑油事業報（2） 蒸発性：NOACK 蒸発損失、ガスクロ法

告書 平成 26 年度石油環境対策基盤等整備事業（潤NOACK 蒸発損失、ガスクロ法の規格値が GF-5 では

滑油環境対策事業）, 81-95（2015）それぞれ 15% 以下、10% 以下と規定されていたが、GF-64）内藤康司 ； 潤滑経済 , 2016 年 , 1 月号 , 18-22（2016）では 15.0% 以下、10.0% 以下といずれも少数 点以下第 15）I LSAC ； ILSAC GF-6A RECOMMENDATIONS位まで規定されることになる見込みである。

FOR PASSENGER CAR ENGINE OILS, DRAFT
February 11, 2016

（3） 耐摩耗性：リン含有量下限値

6） I LSAC ； ILSAC GF-6B RECOMMENDATIONS

GF-4 以降、耐摩耗性確保の観点から規定されていたエFOR PASSENGER CAR ENGINE OILS, DRAFT

ンジン油中リン分濃度の下限値は、最新の規格ドラフトにFebruary 11, 2016

は従来どおり 0.06 質量 % 以上と記載があるが、タイミン

7）萩谷純子 ； 2015 石油製品討論会要旨 , 78-82（2015）

グチェーン摩耗防止性エンジン試験が導入されれば廃止

8） A STM D7320 -13 ； Standard Test Method for4）になる可能性がある 。

Evaluation of Automotive Engine Oils in theSequence Ⅲ G, Spark-Ignition Engine

4. おわりに9）A STM D7589 -13 ； Standard Test Method for
Measurement of Effects of Automotive Engine2018 年に新たに導入される予定のガソリンエンジン油

Oils on Fuel Economy of Passenger Cars and

品質規格 ILSAC GF-6 について、エンジン油開発を取りLight-Duty Trucks in Sequence

巻く環境、規格導入の背景、規格の特徴を解説した。

Ⅵ D SparkIgnition Engine

前述したとおり、現行規格である GF-5 と比較してほぼ

10）大友光彰ら ；自動車技術会 2015 年春季大会学術講

全てのエンジン試験が刷新され、更に LSPI 防止性、チェーン摩耗防止性を評価するエンジン試験が新たに加わる見

演会予稿集 DVD-ROM, 46-51（2015）11）葛西理晴ら ；自動車技術会 2015 年春季大会学術講込みである。また、GF-5 の既存粘度グレードを規定する
GF-6A に加え、0W-16 グレードを規定する GF-6B が加わ

演会予稿集 DVD-ROM, 1439-1444（2015）12）森 川弘二ら ；自動車技術会 2015 年春季大会学術講ることになっている。

演会予稿集 DVD-ROM, 1445-1450（2015）

このような大幅な規格改定の背景には、GF-6 規格設定13）藤
 本公介ら ； 自動車技術会 2012 年春季大会学術講の指針として AOAP から示された Needs Statement に沿う

演会前刷集 No.70-12（2015）

ようエンジン油の各性能の更なる向上が要求されていることがあり、エンジン油に対する要求性能は更に厳しくなる。
現時点で明らかとなっている規格ドラフトから推定される GF-6 規格適合エンジン油の添加剤配合の特徴として、LSPI 防止性向上のための Ca 系清浄剤の減量、それに伴う Mg 系、Na 系など Ca 系以外の金属系清浄剤の使用、更なる省燃費性向上のための摩擦低減剤の適用、清浄性向上のための清浄 剤や分散剤の増量などが挙げられる。
ただし、分散剤の増量は粘度特性を悪化させ省燃費性には不利であるなど、背反関係にある要求性能が多く存在するため、各種性能添加剤を最適にバランスさせる必要があり、GF-6 規格導入を見据え、既に種々の処方検討が開始されている。
今後も新規認証エンジン試験法の開発状況、規格値の設定動向を踏まえ、GF-6 認証エンジン油の開発に取り組むことが望まれる。
− 引用文献 −1）武 藤明夫； ENEOS Technical Review, 第 52 巻 , 第2 号 , 18-22（2010）2）矢 口彰 ； ENEOS Technical Review, 第 46 巻 , 第 1 号,
26-32（2004）− 25 −

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