JP2021054373A - 船舶推進機 - Google Patents

Abstract

【課題】防食用アノード（アノードメタル）の交換時期を容易にかつ正確に予測することができる構成を備えた船舶推進機を提供する。【解決手段】船舶推進機は、水に接する金属部品１５，１６と、金属部品１５，１６よりも卑な金属材料からなり、金属部品１５，１６と導通し、かつ金属部品１５，１６が接する水に接するように配置された防食用アノード４１とを含む。船舶推進機は、さらに、金属部品１５，１６および防食用アノード４１のいずれからも絶縁され、かつ金属部品１５，１６が接する水に接するように配置された基準電極５３と、基準電極５３に対する金属部品１５，１６または前記防食用アノード４１の電位差を取得する電位差計としてのマイクロコンピュータ８０と、を含む。【選択図】図４

Description

この発明は、水に接する金属部品を有する船舶推進機に関する。

特許文献１は、船外機用エンジンのアノードメタル（犠牲陽極）を開示している。アノードメタルは、シリンダブロックに取り付けられ、シリンダブロックに形成されたウォータジャケット（冷却水通路）内の冷却水に接するように配置される。アノードメタルは、シリンダブロックよりもイオン化しやすい負極電位を持つ金属で構成される。それにより、シリンダブロックの代わりにアノードメタルを腐食させ、それによって、シリンダブロックの腐食を抑制できる。

アノードメタルが消耗されるに従って、シリンダブロックの腐食防止効果が小さくなる。そこで、アノードメタルは所定量消耗するまでに交換する必要がある。

特許第５１５０５４９号公報

アノードメタルの消耗は、船外機の運転状態に依存する。より具体的には、ウォータジャケット内の水温および水流に依存し、さらに冷却水の塩分濃度にも依存する。そのため、アノードメタルの交換時期を予測することは容易ではない。
そこで、一般的には、一定期間ごと（たとえば、１年毎または１００時間運転毎）にアノードメタルの点検および交換が行われる。

しかし、アノードメタルは、ウォータジャケットの複数の箇所に分散して配置されているため、その点検および交換のためには、船外機を分解する必要がある。したがって、その作業には、相応の時間および費用がかかる。しかも、そうして船外機を分解してみても、船外機の運転状態によっては、アノードメタルの消耗が僅かで、その交換を要しないこともあり得る。

そこで、この発明の一実施形態は、防食用アノード（アノードメタル）の交換時期を容易にかつ正確に予測することができる構成を備えた船舶推進機を提供する。

この発明の一実施形態は、水に接する金属部品を有する船舶推進機であって、前記金属部品よりも卑な金属材料からなり、前記金属部品と導通し、かつ前記金属部品が接する水に接するように配置された防食用アノードと、前記金属部品および前記防食用アノードのいずれからも絶縁され、かつ前記金属部品が接する水に接するように配置された基準電極と、前記基準電極に対する前記金属部品または前記防食用アノードの電位差を取得する電位差計と、を含む、船舶推進機を提供する。

この構成によれば、金属部品と導通した防食用アノードが犠牲陽極となって、カソード防食効果により、金属部品の腐食を抑制できる。
一方、金属部品および防食用アノードのいずれからも絶縁された基準電極が、金属部品の接する水と接するように配置されて、船舶推進機に備えられている。この基準電極に対する金属部品または防食用アノードの電位差が電位差計によって取得される。

金属部品および防食用アノードが互いに導通している状態では、金属部品の電位および防食用アノードの電位は、金属部品の自然電位および防食用アノードの自然電位の間の中間電位となる。この中間電位は、防食用アノードが腐食されて消耗するに従って高くなり、金属部品の自然電位に近づいていく。一方、金属部品および防食用アノードから絶縁されている基準電極の電位は、防食用アノードの消耗の影響を受けない。

そこで、基準電極の電位に対する金属部品または防食用アノードの電位（前記中間電位）の電位差が取得される。この電位差は、防食用アノードの消耗状態に対応しているので、それに基づいて、防食用アノードの点検・交換時期を知ることができる。基準電極は、船舶推進機に備えられているので、必要に応じて前記電位差を容易に計測でき、したがって、防食用アノードの点検・交換時期を容易に知ることができる。すなわち、防食用アノードの点検を目的とした船舶推進機の分解を要せず、防食用アノードの交換が必要であることを確認したうえで、必要に応じて、船舶推進機を分解すれば足りる。

この発明の一実施形態では、前記基準電極が、前記防食用アノードの防食機能が正常である場合に前記金属部品よりも高電位となる金属材料からなる。
基準電極、金属部品および防食用アノードの電位は、水質、水温その他の環境要因によって変動し得る。その場合でも、正常時において基準電極に対する金属部品および防食用アノードの電位差を確保できるように基準電極の材料を選択しておくことによって、防食用アノードの点検・交換時期に関する判断を正確に行うための測定が可能になる。

この発明の一実施形態では、前記基準電極が、前記金属部品と同じ金属材料または前記金属部品よりも貴な金属材料を含む。
基準電極を金属部品と同じ金属材料で構成する場合、防食用アノードの防食機能が正常であれば、金属部品およびそれに接続された防食用アノードの電位は、基準電極よりも低く、防食用アノードが単体で存在する場合の電位（すなわち自然電位）よりも高くなる。同様に、基準電極を、金属部品よりも貴な金属材料で構成する場合にも、防食用アノードの防食機能が正常であれば、金属部品およびそれに接続された防食用アノードの電位は、基準電極よりも低く、防食用アノードが単体で存在する場合の電位よりも高くなる。したがって、正常時において、基準電極に対する金属部品および防食用アノードの電位差を確保できるので、防食用アノードの点検・交換時期に関する判断を正確に行うための測定が可能である。

基準電極を金属部品と同じ金属材料で構成することにより、水の温度や伝導度などの環境要因に起因する電位の変動が基準電極と金属部品とでほぼ同様に生じる。したがって、環境要因に起因する電位変動の影響を補償できるので、防食用アノードの点検・交換時期に関する判断をより正確に行うことができる。しかも、特別な電極材料を用いるよりも安価でもある。

この発明の一実施形態では、前記防食用アノードの防食機能が正常である場合に前記金属部品および前記防食用アノードよりも低電位となる金属材料からなり、前記金属部品、前記防食用アノードおよび前記基準電極のいずれからも絶縁され、かつ前記金属部品が接する水に接するように配置された副基準電極をさらに含む。また、前記電位差計が、前記副基準電極に対する前記基準電極の電位差、および前記副基準電極に対する前記金属部品または前記防食用アノードの電位差を検出し、これらの電位差に基づいて、前記基準電極に対する前記金属部品または前記防食用アノードの電位差を演算するマイクロコンピュータを含む。

この構成では、基準電極の他に、金属部品および防食用アノードならびに基準電極のいずれからも絶縁された副基準電極がさらに設けられる。防食用アノードの防食機能が正常であるとき、基準電極は、金属部品および防食用アノードよりも高電位であり、副基準電極は、金属部品および防食用アノードよりも低電位である。したがって、副基準電極に対する基準電極の電位差は正値であり、副基準電極に対する金属部品または防食用アノードの電位差も正値である。これらの正値の電位差に基づいて、マイクロコンピュータは、基準電極に対する金属部品または防食用アノードの電位差（負値）を求めることができる。すなわち、マイクロコンピュータは、正値のみを扱えば良いので、複雑な演算を要しない。それに応じて、安価なマイクロコンピュータを用いることができるので、コストダウンを図りながら、防食用アノードの点検・交換時期を正確に判断できる。

この発明の一実施形態では、前記副基準電極が、前記防食用アノードと同一金属材料または前記防食用アノードよりも卑な金属材料を含む。
副基準電極、金属部品および防食用アノードの電位は、水質、水温その他の環境要因によって変動し得る。その場合でも、正常時において副基準電極に対する金属部品および防食用アノードの電位差を確保できるように副基準電極の材料を選択しておくことによって、防食用アノードの点検・交換時期に関する判断を正確に行うための測定が可能になる。

副基準電極を防食用アノードと同じ金属材料で構成する場合、防食用アノードの防食機能が正常であれば、金属部品およびそれに接続された防食用アノードの電位は、副基準電極よりも高く、防食用アノードが単体で存在する場合の電位（すなわち自然電位）よりも高くなる。同様に、副基準電極を、防食用アノードよりも卑な金属材料で構成する場合にも、防食用アノードの防食機能が正常であれば、金属部品およびそれに接続された防食用アノードの電位は、副基準電極よりも高く、防食用アノードが単体で存在する場合の電位よりも高くなる。したがって、正常時において、副基準電極に対する金属部品および防食用アノードの電位差を確保できるので、防食用アノードの点検・交換時期に関する判断を正確に行うための測定が可能である。

この発明の一実施形態では、前記金属部品が、エンジンを冷却する冷却水が流通する冷却水路（ウォータジャケット）を含み、前記基準電極が、前記冷却水路を流通する前記冷却水と接するように配置されている。
金属部品が冷却水路（ウォータジャケット）を含む場合、その冷却水路を流通する冷却水と接するように防食用アノードが配置される。そこで、その冷却水路を流通する冷却水と接するように基準電極を配置することにより、冷却水路に配置された防食用アノードの点検・交換時期を判断するための電位差測定を適切に行うことができる。冷却水路に組み込まれた防食用アノードは外部からの確認が困難であるので、船舶推進機を分解することなく点検・交換時期を判断できることにより、使用者およびメンテナンス作業者に対して大きな利益を提供できる。

この発明の一実施形態では、前記防食用アノードが、前記冷却水路を流通する冷却水に接するように前記金属部品に固定された防食用アノードを含み、当該防食用アノードの近傍に前記基準電極が配置されている。
この構成によれば、冷却水路において、防食用アノードの近傍（たとえば、５００ｍｍ以内、より好ましくは３００ｍｍ以内、さらに好ましくは２００ｍｍ以内。典型的には、２００ｍｍ〜３００ｍｍ）に基準電極が配置されることにより、防食用アノードの消耗状態を正確に反映した電位差測定が可能である。それにより、防食用アノードの点検・交換時期の適切に判断するための正確な測定が可能である。

この発明の一実施形態では、前記金属部品が、船舶の航走時に前記船舶推進機の周囲の水に接するブラケットまたはケーシングを含み、前記基準電極が、前記ブラケットまたは前記ケーシングの周囲の水に接するように配置されている。
この構成によれば、金属部品であるブラケットまたはケーシングが船舶推進機の周囲に水に接するので、当該周囲の水に接するように防食用アノードが配置される。典型的には、防食用アノードは、船舶推進機の外部に露出するように配置される。この場合に、基準電極をブラケットまたはケーシングの周囲の水に接するように配置することで、基準電極に対する金属部品または防食用アノードの電位差が、防食用アノードの消耗状態に正確に対応する。それにより、防食用アノードの点検・交換時期を判断するための正確な電位差測定が可能になる。

この発明の一実施形態では、前記電位差計が検出する電位差を所定の閾値と比較し、当該比較の結果に基づいて、前記防食用アノードによる防食効果を報知する報知ユニットをさらに含む。
この構成によれば、電位差計による電位差測定結果と閾値との比較により、防食用アノードの防食効果が評価され、その評価結果が報知ユニットによって報知される。それにより、防食用アノードの状態を容易に判断できるので、その点検・交換時期を容易に知ることができる。

この発明の一実施形態では、前記マイクロコンピュータが、前記副基準電極と前記基準電極との電位差に基づいて、前記金属部品が接する水の水質に関する情報を演算する。
金属部品および防食用アノードの電位は防食用アノードの消耗度合いに影響を受ける。それに対して、基準電極および副基準電極の電位は、そのような影響を受けない。その一方で、基準電極と副基準電極との間の電位差は、水質の影響を受ける。そこで、その電位差を、水質を判断するための基礎情報として利用することができる。したがって、基準電極および副基準電極を設けることによって、防食用アノードの点検・交換時期判断のための測定だけでなく、たとえば船舶推進機の周囲の水質を判断するための測定を併せて行うことができる。

この発明によれば、防食用アノードの点検・交換時期を容易にかつ正確に予測することができる構成を備えた船舶推進機を提供できる。

図１は、この発明の一実施形態に係る船舶推進機の構成を説明するための概念図である。 図２は、アノードメタルの点検・交換時期を検出するためのセンサユニットの配置例を示す。 図３は、センサユニットの構成例を示す。 図４は、アノードメタルの点検・交換時期の検知および報知のための電気的構成を説明するためのブロック図である。 図５は、アノードメタルの点検・交換時期を検知するための原理を説明するための図である。 図６は、マイクロコンピュータによる処理例を説明するためのフローチャートである。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る船舶推進機の構成を説明するための概念図である。この実施形態の船舶推進機は、船外機の形態を有している。船外機１は、典型的には、船舶２の船尾板３に取り付けられて用いられる。船外機１は、船尾板３への取付のためのブラケット４と、ブラケット４に結合された船外機本体５とを含む。船外機本体５は、エンジン６と、ドライブシャフト７と、プロペラシャフト８と、歯車機構９と、ケーシング１０と、エキゾーストガイド１３と、エンジンカバー１４とを含む。

エンジン６は、水冷式の内燃機関であり、エンジンカバー１４内に収容されている。エンジン６は、エキゾーストガイド１３に支持されており、シリンダボディ１５と、シリンダヘッド１６と、クランクケース１７とを含む。クランクケース１７内に収容されたクランクシャフト（図示せず）の下端にドライブシャフト７が結合されて下方に向かって延びている。

プロペラシャフト８は、前後方向に延びていて、その後端部にプロペラ１８が結合されている。ドライブシャフト７の下端とプロペラシャフト８との間に歯車機構９が備えられている。歯車機構９は、ドライブシャフト７の回転をプロペラシャフト８に伝達する。
ケーシング１０は、アッパケース１１とロアケース１２とを含む。ドライブシャフト７はアッパケース１１を挿通してロアケース１２に至っている。歯車機構９およびプロペラシャフト８はロアケース１２に収容されている。

アッパケース１１の内部空間を上方から塞ぐようにエキゾーストガイド１３が配置されている。エキゾーストガイド１３は大略的に板状に形成されており、その上面にエンジン６が搭載されている。エンジン６の排気は、エキゾーストガイド１３を通り、さらに排気通路１９を通ってロアケース１２に導かれ、プロペラ１８の後端の排気口２０を通って水中へと導かれる。

船外機本体５は、主としてエンジン６を冷却するための冷却装置２７を含む。冷却装置２７は、給水路２８と、冷却水路３０と、排水路２９と、ポンプ２４とを含む。
冷却水路３０は、エンジン６の各部を冷却する冷却水を流通させる通路であり、ウォータジャケットと呼ばれる。冷却水路３０は、この実施形態では、シリンダボディ１５に形成されたシリンダ冷却路３１、シリンダヘッド１６に形成されたシリンダヘッド冷却路３２、クランクケースカバー３７に形成されたクランクケース冷却路３３を含む。その他、冷却水路３０は、レクチファイアカバー３５を冷却するための冷却路３４等を含んでいてもよい。シリンダ冷却路３１とシリンダヘッド冷却路３２との間には、サーモスタット３６が配置されている。サーモスタット３６は、冷却水路３０を流通する冷却水の温度に応じて冷却水の流通経路を切り換えてエンジン６の過冷却を防止する。サーモスタット３６は、この実施形態では、シリンダヘッド１６の上方に配置されており、必要に応じて、エンジンカバー１４を開いて、交換等のメンテナンスが可能な位置に設けられている。

給水路２８は、取水口２５から冷却水路３０へと冷却水を導く。取水口２５は、船外機１の使用時に水中に位置するように配置されている。この実施形態では、取水口２５は、ロアケース１２の外表面に開口している。給水路２８の途中にポンプ２４が配置されている。ポンプ２４は、ドライブシャフト７の回転によって駆動され、取水口２５から周囲の水（海水または淡水）を吸い込んで、冷却水路３０へと送り出す。排水路２９は、冷却水路３０から排出された冷却水を排水口２６へと導く。排水口２６は、ケーシング１０の外表面、たとえばロアケース１２の外表面に開口している。

冷却水路３０の複数の箇所に、防食用アノード、すなわち、アノードメタル４１が配置されている。アノードメタル４１は、たとえば、２００ｍｍ〜３００ｍｍ程度の間隔で冷却水路３０に配置されている。アノードメタル４１は、犠牲陽極となって、シリンダボディ１５、シリンダヘッド１６、クランクケース１７、エキゾーストガイド１３などの金属部品の腐食を防止する（いわゆるカソード防食）。これらの金属部品は、たとえば、アルミニウム合金で構成されている。アノードメタル４１は、それらの金属部品よりも卑な金属、すなわち、自然電位の低い、さらに換言すればイオン化傾向の高い金属で構成されている。アノードメタル４１は、具体的には、亜鉛で構成されていてもよい。アノードメタル４１は、上記金属部品と電気的に導通し、かつ冷却水路３０を流れる冷却水に接するように配置されている。より具体的には、アノードメタル４１は、上記金属部品と接し、かつ冷却水路３０に露出している。

この実施形態では、さらに、ブラケット４およびケーシング１０にも、アノードメタル４２，４３が取り付けられている。ブラケット４およびケーシング１０は、たとえば、アルミニウム合金で構成されている。そして、アノードメタル４２，４３は、それよりも卑な金属、たとえば亜鉛で構成されている。アノードメタル４２，４３は、ブラケット４およびケーシング１０にそれぞれ電気的に導通し、かつブラケット４およびケーシング１０が接する水に接するように配置されている。より具体的には、アノードメタル４２，４３は、ブラケット４およびケーシング１０にそれぞれ接しており、かつ船外機１の周囲の水に接するように配置されている。さらに具体的には、アノードメタル４２は、ブラケット４の下端に取付られて、船外機１の使用時に水中に位置する。また、アノードメタル４３は、ロアケース１２に取り付けられて、船外機１の使用時に水中に位置する。すなわち、アノードメタル４２，４３は、船外機１の使用状態において、いずれも、喫水線よりも下方に位置している。

アノードメタル４１，４２，４３は、防食対象の金属部品と共通の水中に置かれることによって、イオン化して腐食し、それによって、金属部品の腐食を防止する。したがって、アノードメタル４１，４２，４３は船外機１の使用に応じて消耗していくので、消耗が或る程度進むと、点検または交換を要する。この点検・交換時期を検出するために、センサユニット５０，６０が設けられている。

センサユニット５０，６０は、この実施形態では、冷却水路３０に配置されたアノードメタル４１に対応したセンサユニット５０を含む。このセンサユニット５０は、たとえば、サーモスタット３６の付近に配置されている。さらに、センサユニット５０，６０は、ブラケット４の下端に配置されたアノードメタル４２に対応したセンサユニット６０を含む。このセンサユニット６０は、たとえば、アッパケース１１の下端部近傍の前端部に配置されている。ロアケース１２の後端に取り付けられたアノードメタル４３は、目視確認が比較的容易であるので、この実施形態では、当該アノードメタル４３に対応するセンサユニットは配置されていない。ただし、センサユニット６０は、アノードメタル４３に比較的近く、かつセンサユニット６０はアノードメタル４３が接する周囲の水に接している。したがって、センサユニット６０は、アノードメタル４２，４３の点検・交換時期を検出するために共通に用いられてもよい。

図２は、サーモスタット３６の近傍に配置されるセンサユニット５０の配置例を示す。センサユニット５０は、たとえば、シリンダ冷却路３１とシリンダヘッド冷却路３２とを結合する継手７０に配置される。シリンダヘッド冷却路３２にエルボ形の継手７０の入口端７１が結合されている。継手７０の出口端７２は、シリンダ冷却路３１に結合されている。

継手７０は、シリンダヘッド１６等と同じ金属材料、たとえばアルミニウム合金からなる金属部品である。継手７０内にＬ字形の水路が形成されており、その水路にサーモスタット３６が配置されている。サーモスタット３６は、冷却水の温度が所定温度以下のときには、水路を閉じて、シリンダブロックへの冷却水の流入を阻止する。
継手７０は、ボルト７５，７６によってシリンダボディ１５およびシリンダヘッド１６に固定されており、したがって、着脱することができる。センサユニット５０は、継手７０の管壁７３に配置されている。より具体的には、管壁７３に肉盛部７４が設けられ、その肉盛部７４にセンサユニット５０のプラグ本体５１が螺合している。

図３は、サーモスタット３６の近傍に配置されるセンサユニット５０の構成例を示す。センサユニット５０は、プラグ本体５１と、主基準電極５３と、副基準電極５４とを含む。
プラグ本体５１は、継手７０と導通可能な金属、典型的には継手７０と同じ金属材料（たとえばアルミニウム合金）からなる。プラグ本体５１は、継手７０の肉盛部７４に螺合するねじ部５１ａと、ねじ部５１ａに結合されたナット形状の頭部５１ｂとを含む。頭部５１ｂからねじ部５１ａに渡って貫通する貫通孔５１ｃが形成されている。この貫通孔５１ｃに絶縁体としての樹脂５２が充填されている。

主基準電極５３および副基準電極５４は、樹脂５２を貫通するように配置されている。主基準電極５３および副基準電極５４は、樹脂５２によって互いに絶縁されている。主基準電極５３および副基準電極５４は、樹脂５２によって、プラグ本体５１から絶縁されている。主基準電極５３および副基準電極５４は、内方端が、継手７０内の水路に露出し、当該水路を流通する冷却水に接するように配置されている。

主基準電極５３および副基準電極５４の外方端には、導線５５，５６が接続されている。さらに、プラグ本体５１には、別の導線５７が接続されている。主基準電極５３は、この実施形態では、防食すべき金属部品と同じ金属材料、たとえばアルミニウム合金からなる。副基準電極５４は、この実施形態では、アノードメタル４１と同じ金属材料、たとえば亜鉛からなる。

プラグ本体５１は、ねじ部５１ａが継手７０の肉盛部７４に螺合するので、継手７０と導通する。さらに継手７０は、シリンダヘッド１６およびシリンダボディ１５と導通するので、プラグ本体５１の電位は、シリンダヘッド１６等の金属部品と同電位である。図２に示すように、プラグ本体５１の頭部５１ｂと肉盛部７４との間にはシール部材５８（Ｏリング）が配置されており、それにより、冷却水の漏洩が防止されている。

サーモスタット３６は、冷却水路３０の途中に配置されるので、サーモスタット３６の近傍に配置されたセンサユニット５０は、冷却水路３０に配置されたアノードメタル４１の近傍に配置できる。具体的には、アノードメタル４１が２００ｍｍ〜３００ｍｍの間隔で冷却水路３０に配置される場合には、アノードメタル４１から２００ｍｍ〜３００ｍｍ以内（好ましく２００ｍｍ以内）の距離の位置にセンサユニット５０を配置できる。しかも、サーモスタット３６が配置される継手７０は、交換可能な部品であるので、船外機１の設計を大きく変更することなくセンサユニット５０を配置できる利点がある。

図４は、アノードメタル４１の点検・交換時期の検知および報知のための電気的構成を説明するためのブロック図である。センサユニット５０の３本の導線５５，５６，５７は、マイクロコンピュータ８０の入力ポート８１に接続されている。マイクロコンピュータ８０には、アノードメタル４１の点検・交換時期を報知するための報知ユニット８３が接続されている。報知ユニット８３は、マイクロコンピュータ８０の出力ポート８２に接続された警告インジケータであってもよい。警告インジケータは、ＬＥＤ等の警告ランプを含んでいてもよい。

センサユニット５０の３本の導線５５，５６，５７は、それぞれ、主基準電極５３の電位である主基準電位ＶＰ、副基準電極５４の電位である副基準電位ＶＳおよびプラグ本体５１の電位である金属部品電位ＶＭをマイクロコンピュータ８０に入力する。マイクロコンピュータ８０は、これらの電位に基づいて、アノードメタル４１を点検または交換すべきかどうかを判断し、その判断結果に基づいて、報知ユニット８３を作動させる。

マイクロコンピュータ８０は、プロセッサ８７およびメモリ８８を含む。プロセッサ８７は、メモリ８８に格納されたプログラムを実行し、それによって、アノードメタル４１の点検・交換に関する判断を含む様々な機能を実現する。
図５は、アノードメタル４１の点検・交換時期を検知するための原理を説明するための図である。シリンダボディ１５およびシリンダヘッド１６等の金属部品を構成する金属（たとえばアルミニウム合金）の自然電位は、アノードメタル４１に接続されている金属部品の自然電位よりも高い。また、金属部品の自然電位は、アノードメタル４１を構成する金属（たとえば亜鉛）の自然電位よりも高い。すなわち、アノードメタル４１の構成金属は、金属部品の構成金属よりも卑な金属であり、これらを互いに接続した状態では、金属部品の電位およびアノードメタル４１の電位は、各構成金属を独立に置いた場合の中間的な電位となる。

したがって、主基準電位ＶＰ（金属部品構成金属単体の自然電位に相当）、副基準電位ＶＳ（アノードメタル構成金属単体の自然電位に相当）、金属部品電位ＶＭ（金属部品の電位に相当）の間の関係は、次のとおりである。
ＶＳ＜ＶＭ＜ＶＰ
副基準電位ＶＳに対する金属部品電位ＶＭの電位差ΔＶ１（＝ＶＭ−ＶＳ）、副基準電位ＶＳに対する主基準電位ＶＰの電位差ΔＶ２（＝ＶＰ−ＶＳ）、および主基準電位ＶＰに対する金属部品電位ＶＭの電位差ΔＶ３（ＶＭ−ＶＰ）の間には、次の関係が成り立つ。

ΔＶ３＝ΔＶ１−ΔＶ２
アノードメタル４１の消耗が少なく、防食機能が正常であるときには、電位差ΔＶ３について、次式が成立する。すなわち、電位差ΔＶ３は、負の閾値α（＜０）よりも小さい。
ΔＶ３＜α＜０
これが成立せず、ΔＶ３≧α（ΔＶ３≧０の場合を含む）であれば、アノードメタル４１の防食機能の異常が疑われる。

ただし、船外機運転中の電位ＶＰ，ＶＳ，ＶＭは、水温、水質（塩分濃度等）その他の環境要因で変動するので、実際の運用では、次式に基づいて防食機能の正常／異常を判断することが好ましい。ただし、β＜α、α＜γ＜０である。下限値βはたとえば−５００ｍＶ、上限値γはたとえば−１００ｍＶであってもよい。
β≦ΔＶ３≦γ
図６は、マイクロコンピュータ８０による処理例を説明するためのフローチャートである。より具体的には、メモリ８８に格納されたプログラムをプロセッサ８７が実行することによって実現される処理の例が示されている。

マイクロコンピュータ８０は、主基準電位ＶＰ、副基準電位ＶＳおよび金属部品電位ＶＭを入力ポート８１から取得する（ステップＳ１）。
マイクロコンピュータ８０は、電位差ΔＶ３（＝ＶＭ−ＶＰ）を計測する電位差計としての機能を有している。具体的には、マイクロコンピュータ８０は、副基準電位ＶＳに対する金属部品電位ＶＭの電位差ΔＶ１（＝ＶＭ−ＶＳ＞０）を求め（ステップＳ２）、かつ副基準電位ＶＳに対する主基準電位ＶＰの電位差ΔＶ２（＝ＶＰ−ＶＳ＞０）を求める（ステップＳ３）。そして、マイクロコンピュータ８０は、電位差ΔＶ１から電位差ΔＶ２を減じて、電位差ΔＶ３（＝ΔＶ１−ΔＶ２）を求める（ステップＳ４）。

マイクロコンピュータ８０は、電位差ΔＶ３が、下限値β（たとえば−５００ｍＶ）以上、上限値γ（たとえば−１００ｍＶ）以下の範囲かどうかを判断する（ステップＳ５）。β≦ΔＶ３≦γであれば（ステップＳ５においてＹＥＳ）、マイクロコンピュータ８０は、アノードメタル４１が防食機能を発揮している正常な状態であると判断する（ステップＳ６）。ΔＶ３＜βまたはγ＜ΔＶ３であれば（ステップＳ５においてＮＯ）、マイクロコンピュータ８０は、正常状態でなく、したがって、アノードメタル４１の点検・交換その他の対処を要する異常状態であると判断する（ステップＳ７）。異常状態を検出すると、マイクロコンピュータ８０は、報知ユニット８３を作動させる（ステップＳ８）。

マイクロコンピュータ８０は、主基準電位ＶＰに対する金属部品電位ＶＭの電位差ΔＶ３（＝ＶＭ−ＶＰ。正常状態ではΔＶ３＜０）を直接求めてもよい。ただし、そのためには、負電位を直接読み込める機能を備えた高機能のマイコンが必要であり、それに応じて、コストが高くなる。前述のように正の電位差ΔＶ１，ΔＶ２を読み込んで、それに対する演算によって電位差ΔＶ３を演算する構成であれば、簡易で安価なマイクロコンピュータ８０を用いることができる。

以上のように、この実施形態によれば、船外機１の金属部品（１５，１６等）に接するようにアノードメタル４１が配置され、金属部品に接する水にアノードメタル４１が接する。それにより、アノードメタル４１が犠牲陽極となるカソード防食効果によって、金属部品の防食が図られる。一方、アノードメタル４１の点検・交換時期を検出する目的で、センサユニット５０が金属部品（１５，１６等）に取り付けられている。センサユニット５０は、金属部品と導通するプラグ本体５１と、金属部品から絶縁された主基準電極５３および副基準電極５４とを含む。プラグ本体５１の電位が金属部品電位ＶＭとして、主基準電極５３の電位が主基準電位ＶＰとして、副基準電極５４の電位が副基準電位ＶＳとして、それぞれマイクロコンピュータ８０に入力される。マイクロコンピュータ８０は、主基準電位ＶＰに対する金属部品電位ＶＭの電位差ΔＶ３を求め、この電位差ΔＶ３が所定範囲（下限値β以上上限値γ以下）であるかを調べ、それによって、アノードメタル４１による防食効果が正常であるかどうかを判断する。その判断結果に基づいて、マイクロコンピュータ８０は、報知ユニット８３を制御し、異常状態であるときには、その報知を行う。

船外機１の使用に応じて、アノードメタル４１は腐食されて消耗していく。それに応じて、金属部品電位ＶＭは主基準電位ＶＰに近づいていくので、電位差ΔＶ３は零に近づく。したがって、上限値γを適切に定めることによって、アノードメタル４１の消耗限界を電位差ΔＶ３に基づいて監視することができる。それにより、報知ユニット８３の作動により、使用者に対して、アノードメタル４１の点検・交換時期を適切に知らせることができる。こうして、アノードメタル４１の点検および交換時期を容易に知ることができるので、アノードメタル４１の点検を目的とした船外機１の分解が必要なくなる。すなわち、アノードメタル４１の交換が必要なときに、必要に応じて船外機１を分解すれば足りる。

電位差ΔＶ３に基づいてアノードメタル４１の消耗度合いを監視する代わりに、金属部品とアノードメタル４１との間で流れる電流（いわゆる防食電流）を検出することが考えられるかもしれない。しかし、金属部品とアノードメタル４１の間に流れる電流は、微弱電流であり、このような微弱電流に基づくアノードメタル４１の消耗度合いの監視は充分な精度を有しない。微弱電流の検知が難しいからである。この実施形態の構成では、主基準電極５３に対する金属部品の電位差を用いるので、充分な精度で、アノードメタル４１の消耗度合いを監視することができる。

主基準電極５３は、この実施形態では、金属部品と同じ金属材料（たとえばアルミニウム合金）からなり、金属部品およびアノードメタル４１から絶縁した状態で配置されている。そのため、主基準電位ＶＰは、アノードメタル４１の防食機能が正常であれば、金属部品電位ＶＭよりも高電位である。主基準電位ＶＰおよび金属部品電位ＶＭは、水質、水温その他の環境要因によって変動し得る。このような場合でも、アノードメタル４１の防食機能が正常である限り、主基準電位ＶＰと金属部品電位ＶＭとの適切な電位差ΔＶ３（β≦ΔＶ３≦γ）を確保できる。それにより、アノードメタル４１の点検または交換時期を適切に判断することができる。さらに言えば、主基準電極５３を金属部品と同じ金属材料で構成することにより、水の温度や伝導度などの環境要因に起因する電位の変動が主基準電極５３と金属部品とでほぼ同様に生じる。それにより、環境要因に起因する電位変動の影響を補償できるので、とくべつな補正演算を要することなく、防食用アノードの点検・交換時期に関する判断をより正確に行うことができる。しかも、特別な電極材料を用いるよりも安価でもある。

主基準電極５３は、前述のとおり金属部品と同じ金属材料で構成することができるほか、金属部品よりも貴な金属材料（たとえば、チタン、銀（銀塩化銀電極）など）で構成することもできる。この場合でも、アノードメタル４１の防食機能が正常である場合に、主基準電位ＶＰが金属部品電位ＶＭよりも高くなり、適切な電位差ΔＶ３（＝ＶＭ−ＶＰ）を確保できる。

また、この実施形態では、主基準電極５３の他に、金属部品およびアノードメタル４１および主基準電極５３のいずれからも絶縁された副基準電極５４が設けられている。この実施形態では、副基準電極５４は、アノードメタル４１と同じ金属材料からなる。そのため、副基準電極５４の電位、すなわち、副基準電位ＶＳは、互いに接している金属部品およびアノードメタル４１よりも低電位である。したがって、副基準電位ＶＳに対する金属部品電位ＶＭおよび主基準電位ＶＰのそれぞれの電位差ΔＶ１，ΔＶ２は、いずれも正値である。マイクロコンピュータ８０は、これらの正値の電位差ΔＶ１，Ｖ２を読み込んで、正常時には負値である電位差ΔＶ３を演算することができる。これにより、簡素な機能の安価なマイクロコンピュータ８０を用いることができるので、コストダウンを図りながら、アノードメタル４１の点検または交換時期を適切に判断することができる。

副基準電極５４は、アノードメタル４１と同じ金属材料で構成できるほか、アノードメタル４１よりも卑な金属材料（たとえばマグネシウムなど）で構成することもできる。その場合にも、正値の電位差ΔＶ１，ΔＶ２に基づいて、正常時には負値の電位差ΔＶ３を求めることが可能である。
この実施形態では、前述のとおり、冷却水路３０（ウォータジャケット）を流通する冷却水の通路にセンサユニット５０が配置され、その通路において主基準電極５３および副基準電極５４が冷却水に接する。したがって、冷却水路３０に配置されたアノードメタル４１の点検・交換時期を判断するための電位差測定を適切に行うことができる。冷却水路３０に組み込まれたアノードメタル４１の状態は外部からの確認が困難であるので、船外機１を分解することなく点検または交換の時期を判断できることにより、使用者およびメンテナンス作業者に対して大きな利益を提供できる。

また、冷却水路３０に配置されたアノードメタル４１の近傍にセンサユニット５０が配置されているので、アノードメタル４１の消耗状態を正確に反映した電位差測定が可能である。それにより、アノードの点検または点検・交換時期を適切に判断することができる。
この実施形態では、さらに、周囲の水に接するブラケット４およびケーシング１０が金属部品であり、その防食のためのアノードメタル４２，４３がケーシング１０の外部に露出するように設けられている。それにより、ブラケット４およびケーシング１０の防食が図られている。そして、アノードメタル４２（４３）の点検・交換時期を判断するためにセンサユニット６０が設けられている。センサユニット６０は、前述のセンサユニット５０と類似の構成を有している（図４参照）。すなわち、周囲の水に接する主基準電極（５３）および副基準電極（５４）を有している。主基準電極（５３）は、ブラケット４、ケーシング１０およびアノードメタル４２，４３から絶縁されている。副基準電極（５４）は、ブラケット４、ケーシング１０、アノードメタル４２，４３および主基準電極（５３）から絶縁されている。主基準電極（５３）の電位（主基準電位）、副基準電極（５４）の電位（副基準電位）および金属部品の電位（金属部品電位）は、マイクロコンピュータ８０に入力されている（図４参照）。マイクロコンピュータ８０は、冷却水路３０に配置されたセンサユニット５０からの信号に対するのと同様の信号処理および演算を行うことにより、アノードメタル４２（４３）の点検・交換時期を判断し、その判断結果を報知ユニット８３によって報知する。報知ユニット８３は、冷却水路３０に配置されたアノードメタル４１に関する異常と、船外機本体５の外部に配置されたアノードメタル４２（４３）の異常とを区別して報知できるように構成されていることが好ましい。

マイクロコンピュータ８０は、主基準電極５３が検出する主基準電位と、副基準電極５４が検出する副基準電位との電位差に基づいて、金属部品が接する水の水質（ｐＨ、塩分濃度（伝導度）等）に関する情報を演算してもよい。金属部品およびそれと導通しているアノードメタル４１の電位は、アノードメタル４１の消耗の影響を受ける。それに対して、主基準電極５３および副基準電極５４の電位は、アノードメタル４１の消耗の影響を受けない。その一方で、これらの電位は、水質の影響を受ける。主基準電極５３と副基準電極５４は異なる金属材料で構成されているので、水質の影響による電位変化は、相違している。したがって、主基準電位と副基準電位との電位差を利用して、水質の情報を収集できる。したがって、主基準電極５３および副基準電極５４は、アノードメタル４１の点検・交換時期の判断のみならず、水質情報の収集にも利用することができる。マイクロコンピュータ８０は、たとえば、主基準電極５３と副基準電極５４との電位差ΔＶ２に応じて、水質報知ユニット８４（図４参照）を制御してもよい。水質報知ユニット８４は、一つ以上のインジケータ（ＬＥＤ等）を有してよい。それにより、水質情報を使用者に提供することができる。たとえば、マイクロコンピュータ８０は、電位差ΔＶ２を複数の閾値と比較し、その比較結果に応じて、水質情報を段階表示してもよい。また、マイクロコンピュータ８０は、主基準電極５３と副基準電極５４との電位差ΔＶ２、またはそれと複数の閾値との比較結果を水質情報として内部のメモリ８８または外部のメモリに格納して収集してもよい。収集された水質情報は、必要に応じてメモリ８８等から読み出して用いることができる。

また、マイクロコンピュータ８０は、検出された水質情報に基づいて、アノードメタルの点検・交換時期の判定に用いる閾値β，γを補正してもよい。
以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、金属部品の電位ＶＭを測定しているが、これに代えて、またはこれに加えて、アノードメタルの電位を測定して、前述の金属部品電位ＶＭと同様に、主基準電位ＶＰと比較してもよい。

また、前述の実施形態では、船舶推進機の例として船外機を例にとったが、船外機以外の形態の船舶推進機についても、同様にして、防食用アノードの点検・交換時期を容易に検出するための構成を備えることができる。他の形態の船舶推進機としては、船内外機や水ジェット推進機などを例示できる。
また、前述の実施形態では、マイクロコンピュータ８０を用いて電位差計を構成した例を示したが、主基準電位ＶＰと金属部品電位ＶＭとの電位差の測定のために、他の形態の電位差計が用いられてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 船外機、５ 船外機本体、６ エンジン、１０ ケーシング、１３ エキゾーストガイド、１４ エンジンカバー、１５ シリンダボディ、１６ シリンダヘッド、１７ クランクケース、１８ プロペラ、２４ ポンプ、２７ 冷却装置、３０ 冷却水路、４１，４２，４３ アノードメタル、５０，６０ センサユニット、５１ プラグ本体、５２ 樹脂、５３ 主基準電極、５４ 副基準電極、８０ マイクロコンピュータ、８３ 報知ユニット、８４ 水質報知ユニット、８７ プロセッサ、８８ メモリ、ＶＰ 主基準電位、ＶＳ 副基準電位、ＶＭ 金属部品電位

Claims (12)

1. 水に接する金属部品を有する船舶推進機であって、
   前記金属部品よりも卑な金属材料からなり、前記金属部品と導通し、かつ前記金属部品が接する水に接するように配置された防食用アノードと、
   前記金属部品および前記防食用アノードのいずれからも絶縁され、かつ前記金属部品が接する水に接するように配置された基準電極と、
   前記基準電極に対する前記金属部品または前記防食用アノードの電位差を取得する電位差計と、を含む、船舶推進機。
2. 前記基準電極が、前記防食用アノードの防食機能が正常である場合に前記金属部品よりも高電位となる金属材料からなる、請求項１に記載の船舶推進機。
3. 前記基準電極が、前記金属部品と同じ金属材料または前記金属部品よりも貴な金属材料を含む、請求項１または２に記載の船舶推進機。
4. 前記基準電極が、前記金属部品と同じ金属材料からなる 、請求項１または２に記載の船舶推進機。
5. 前記防食用アノードの防食機能が正常である場合に前記金属部品および前記防食用アノードよりも低電位となる金属材料からなり、前記金属部品、前記防食用アノードおよび前記基準電極のいずれからも絶縁され、かつ前記金属部品が接する水に接するように配置された副基準電極をさらに含み、
   前記電位差計が、前記副基準電極に対する前記基準電極の電位差、および前記副基準電極に対する前記金属部品または前記防食用アノードの電位差を検出し、これらの電位差に基づいて、前記基準電極に対する前記金属部品または前記防食用アノードの電位差を演算するマイクロコンピュータを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の船舶推進機。
6. 前記副基準電極が、前記防食用アノードと同一金属材料または前記防食用アノードよりも卑な金属材料を含む、請求項５に記載の船舶推進機。
7. 前記副基準電極が、前記防食用アノードと同じ金属材料からなる、請求項５に記載の船舶推進機。
8. 前記金属部品が、エンジンを冷却する冷却水が流通する冷却水路を含み、
   前記基準電極が、前記冷却水路を流通する前記冷却水と接するように配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶推進機。
9. 前記防食用アノードが、前記冷却水路を流通する冷却水に接するように前記金属部品に固定された防食用アノードを含み、
   当該防食用アノードの近傍に前記基準電極が配置されている、請求項８に記載の船舶推進機。
10. 前記金属部品が、船舶の航走時に前記船舶推進機の周囲の水に接するブラケットまたはケーシングを含み、
    前記基準電極が、前記ブラケットまたは前記ケーシングの周囲の水に接するように配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶推進機。
11. 前記電位差計が検出する電位差を所定の閾値と比較し、当該比較の結果に基づいて、前記防食用アノードによる防食効果を報知する報知ユニットをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の船舶推進機。
12. 前記マイクロコンピュータが、前記副基準電極と前記基準電極との電位差に基づいて、前記金属部品が接する水の水質に関する情報を演算する、請求項５に記載の船舶推進機。

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