ＴＢＳ粘度（ＨＴＨＳ粘度）について

ID-208　ＴＢＳ粘度（ＨＴＨＳ粘度）について
　

高温高せん断粘度とは
　
　エンジン油の高温高せん断粘度（ＨＴＨＳ粘度：High Temperature High Shear Viscosity）を測定する粘度計として、日本ではＴＢＳ粘度計という装置が広く使用されているために、１５０℃、１０⁶/sという条件の高温高せん断粘度をＴＢＳ粘度と呼ぶことがあります。
　
　先ず、高温高せん断粘度についてご説明する前に、マルチグレードエンジン油の性質について述べたいと思います。マルチグレードエンジン油には、粘度指数を向上させるために粘度指数向上剤というポリマーが添加されています。このポリマーは基油のなかで緩くからんだ糸くずのような形で溶解して粘度を高めています。温度が高くなると基油粘度は低下しますが、「糸くず」が膨らんで流動抵抗を増し、製品の粘度低下を小さくしています。ところが、オイルが金属間の狭い隙間でせん断を受けるとポリマーは流れの方向に配向して（狭い隙間に流れ込む「糸くず」を想像してください。繊維が流れの方向に流れて細長くなり）オイルの粘度低下がおこります。せん断が過酷な場合は、ポリマー分子が破壊されて永久的な粘度の低下を起こします。また、狭い隙間で高速でオイルが流れると発熱し、これも粘度低下の一因となります。

　つまり、マルチグレードエンジン油では大なり小なりベアリングのような摺動部では粘度の低下が起こっています。
　
　ある程度の粘度低下は燃費の向上に効果がありますが、著しく低下した場合はベアリングの摩耗・焼き付き、ピストンリングの摩耗といった問題を起こします。そこで、高温高せん断条件下でのオイルの（実質的な）粘度を測定するために使用される一般的な粘度計の一つがＴＢＳ粘度計です。

ＴＢＳ粘度計の原理

　ＴＢＳ法はＡＳＴＭ　Ｄ　４６８３に規定され、日本では石油学会法ＪＰＩ－５Ｓ―３６―９１に取り入れられました。
　ＴＢＳとはTapered　Bearing　Simulatorを略した回転粘度計の一種です。主要部分は円錐形をしたロータとこれにぴったりはまるステータからなっており、テーパーは１／１６０で設計されています。ロータとステータの間が１０⁶/sというせん断速度になるよう、ロータとステータ間を極めてわずかで正確な隙間（３μm）に保ち、ロータを規定回転数（３０００rpm）で回転させます。実際には、ＨＴＨＳ粘度が既知の標準油で、正確なせん断速度が得られるように隙間の調整を行ないます。この隙間に試験油を満たし、１５０℃に保ってロータを回転させたときの粘性抵抗から粘度を測定します。

ＴＢＳ粘度計主要部外観

ロータとステータ

その他の高温高せん断粘度測定法
　
高温高せん断粘度測定法としては、ＴＢＳ法の他に次のようなものがあります。

（１）	Rabenfield法欧州で広く採用されている試験で、ＴＢＳ法と同原理のRabenfield粘度計を用いる方法です。ＣＥＣ（Coordinating European Council）Ｌ－３６－Ａ－８７、ＩＰ（Institute of Petroleum）ＩＰ－３７０およびＡＳＴＭ　Ｄ　４７４１に規定されています。いずれも同様の試験内容となっています。
（２）	Capillary法毛細管式粘度計をもちいて測定する方法です。ＡＳＴＭ　Ｄ　４６２４に規定されています。また、ＡＳＴＭ　Ｄ　５４８１にも毛細管式の高温高せん断粘度の測定法が規定されています。ただし、この試験法では温度は１５０℃と同じですが、せん断速度が異なっています（１．４×１０⁶s^-1）。
（３）	Taperd-Plug法ＡＳＴＭ　Ｄ　４７４１に規定されている方法です。

「参考文献」
　　１）ＣＥＣ　Ｌ－３６－Ａ－８７
　　２）ＩＰ－３７０
　　３）ＪＰＩ　５Ｓ－３６－９１
　　４）ＡＳＴＭ　Ｄ　４６２４
　　５）ＡＳＴＭ　Ｄ　４６８３
　　６）ＡＳＴＭ　Ｄ　４７４１
　　７）ＡＳＴＭ　Ｄ　５４８１