特開 2024-68707 船外機および船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024068707

(43)【公開日】2024-05-21

(54)【発明の名称】船外機および船舶

(51)【国際特許分類】

   B63H 20/28 20060101AFI20240514BHJP

   B63H 20/24 20060101ALI20240514BHJP

   B63H 20/00 20060101ALI20240514BHJP

   C25D 13/00 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

B63H20/28 100

B63H20/24 100

B63H20/00 100

C25D13/00 N

C25D13/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022179247

(22)【出願日】2022-11-09

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１）刊行物名：プラントエンジニア ２０２２年６月号、発行者名：公益社団法人 日本プラントメンテナンス協会、発行年月日：令和４年５月２７日

(71)【出願人】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001911

【氏名又は名称】弁理士法人アルファ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 拓也

(72)【発明者】

【氏名】小原 勝彦

(57)【要約】

【課題】電着塗装により適切な塗膜が形成されて耐食性が向上した金属部品を備える船外機を実現する。
【解決手段】船外機は、電着塗装により形成された塗膜を有する金属部品を備える。金属部品は、金属部品の形状データと電着塗装の条件とに基づき、電着塗装時の金属部品の各部の通電量から、金属部品の各部に形成される塗膜の抵抗を直接的に算出する演算を含む電着塗装シミュレーションを用いて形状が定められた部品である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

船外機であって、
電着塗装により形成された塗膜を有する金属部品を備え、
前記金属部品は、前記金属部品の形状データと前記電着塗装の条件とに基づき、前記電着塗装時の前記金属部品の各部の通電量から、前記金属部品の各部に形成される前記塗膜の抵抗を直接的に算出する演算を含む電着塗装シミュレーションを用いて形状が定められた部品である、船外機。

【請求項2】

請求項１に記載の船外機であって、
前記塗膜は、前記電着塗装時の通電量と形成される前記塗膜の重量との関係が非線形である塗料により形成されている、船外機。

【請求項3】

請求項１に記載の船外機であって、
前記金属部品は、冷却水流路を有する部品である、船外機。

【請求項4】

請求項１に記載の船外機であって、
前記金属部品は、前記船外機において高温部に近接して配置された部品である、船外機。

【請求項5】

請求項１に記載の船外機であって、
前記金属部品は、二重管構造の部品である、船外機。

【請求項6】

請求項１に記載の船外機であって、
前記金属部品は、前記塗膜の下に、電解処理により形成された酸化被膜を有し、
前記金属部品は、前記金属部品の形状データと前記電解処理の条件とに基づき、前記電解処理時の前記金属部品の各部の通電量から、前記金属部品の各部に形成される前記酸化被膜の抵抗を直接的に算出する演算を含む電解処理シミュレーションを用いて形状が定められた部品である、船外機。

【請求項7】

請求項１に記載の船外機であって、
前記電着塗装シミュレーションは、前記金属部品の各部に形成される前記塗膜の抵抗に基づき前記塗膜が適切に形成されるか否かを判定する演算を含む、船外機。

【請求項8】

請求項１に記載の船外機であって、
前記電着塗装シミュレーションにおいて、前記電着塗装の条件の１つである電圧条件は、ラインにおける実測に基づき設定される、船外機。

【請求項9】

請求項１に記載の船外機であって、
前記電着塗装シミュレーションは、前記電着塗装において１つのキャリアに掛けられる前記金属部品の個数に応じて調整された前記金属部品の形状データを用いて実行される、船外機。

【請求項10】

船体と、
前記船体の後部に取り付けられた請求項１に記載の船外機と、
を備える、船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される技術は、船外機および船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

船舶は、船体と、船体の後部に取り付けられた船外機とを備える。船外機は、船舶を推進させる推力を生み出す装置である。

【0003】

船外機は、種々の金属部品を備える。船外機の金属部品は、海水に晒されるおそれがあるため、高い耐食性を持つことが求められる。例えば、船外機は、排気部品や冷却部品等の冷却水流路を有する金属部品を備える。このような金属部品の冷却水路には、冷却水としての海水が流れる。冷却水流路を流れる海水は、エンジンの熱によって高温となる。そのため、冷却水流路を有する金属部品は、高温の海水という厳しい腐食環境に晒されることから、高い耐食性を持つことが求められる。

【0004】

船外機の金属部品の耐食性を向上させるために、電着塗装によって金属部品の表面に塗膜を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。電着塗装は、電着槽に収容された塗料液の中に被塗物（ワーク）を浸漬し、被塗物と電極との間に電位を生じさせることによって直流電流を流し、電気泳動を利用して被塗物の表面に塗料粒子を析出させる塗膜形成方法である。電着塗装は、吹き付け塗装等の他の塗膜形成方法と比べて、袋状等の複雑な形状でも均一な塗膜を形成できるという特徴を有する。

【0005】

電着塗装の際には、被塗物のうち、電流が流れやすい部分（例えば外面側の部分）から先行して塗膜が形成され、該部分に形成された塗膜の厚みの増大に伴う電気抵抗の増加により、他の部分（例えば内面側の部分）に流れる電流が増加し、該部分にも塗膜が形成される。そのため、被塗物の形状や電着塗装の条件（印加電圧や塗装時間等）によっては、被塗物の一部に良好な塗膜が形成されない事象（いわゆる、付き回り不足）が発生するおそれがある。

【0006】

従来、被塗物の形状データと電着塗装の条件とに基づき、被塗物の各部における塗膜形成状態を予測する電着塗装シミュレーションが知られている（例えば、特許文献２参照）。従来の電着塗装シミュレーションでは、被塗物の各部の通電量と塗膜の析出重量との関係が線形である塗料を用いることを前提として、通電量から塗膜析出重量を算出し、塗膜析出重量（膜厚）から塗膜抵抗を算出し、これらを部品の境界条件として次ステップへ反映させて逐次計算を進めることで各部の塗膜形成状態を得る処理が実行される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９－６２５７２号公報

【特許文献2】特開２００２－３２７２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

船外機の金属部品の電着塗装のための塗料の選定の際には、通電量と塗膜析出重量との関係が線形である塗料に限定されることなく、付き回り性や耐食性の観点から最適な塗料を選定できることが好ましい。しかしながら、上記従来の電着塗装シミュレーションでは、通電量と塗膜析出重量との関係が非線形である塗料を用いる場合に適用することができず、電着塗装シミュレーションを用いて金属部品の形状を定めることができないという課題がある。さらに、上記従来の電着塗装シミュレーションでは、通電量、塗膜析出重量（膜厚）、塗膜抵抗が順に算出されるため、演算時間が長くなるという課題がある。

【0009】

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

【0011】

本明細書に開示される船外機は、電着塗装により形成された塗膜を有する金属部品を備える。前記金属部品は、前記金属部品の形状データと前記電着塗装の条件とに基づき、前記電着塗装時の前記金属部品の各部の通電量から、前記金属部品の各部に形成される前記塗膜の抵抗を直接的に算出する演算を含む電着塗装シミュレーションを用いて形状が定められた部品である。

【0012】

本船外機では、通電量と塗膜析出重量との関係が線形であるか否かにかかわらず、通電量から直接的に塗膜抵抗を算出する電着塗装シミュレーションを用いて金属部品の形状を定めることができ、電着塗装により適切な塗膜が形成されて耐食性が向上した金属部品を備える船外機を実現することができる。また、通電量から、塗膜析出重量を経ることなく、直接的に塗膜抵抗を算出する電着塗装シミュレーションを用いて金属部品の形状を定めることができ、電着塗装シミュレーションの演算時間を短縮することができる。

【0013】

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、船外機、船外機と船体とを備える船舶等の形態で実現することが可能である。

【発明の効果】

【0014】

本明細書に開示される船外機によれば、通電量と塗膜析出重量との関係が線形であるか否かにかかわらず、通電量から直接的に塗膜抵抗を算出する電着塗装シミュレーションを用いて金属部品の形状を定めることができ、電着塗装により適切な塗膜が形成されて耐食性が向上した金属部品を備える船外機を実現することができる。また、通電量から、塗膜析出重量を経ることなく、直接的に塗膜抵抗を算出する電着塗装シミュレーションを用いて金属部品の形状を定めることができ、電着塗装シミュレーションの演算時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態の船舶１０の構成を概略的に示す斜視図

【図2】船外機１００の構成を概略的に示す側面図

【図3】電着塗装装置３００の構成を示す説明図

【図4】本実施形態における電着塗装シミュレーションの方法を示すフローチャート

【図5】塗料固有パラメータの一例を示す説明図

【図6】塗料固有パラメータの一例を示す説明図

【図7】塗料固有パラメータの一例を示す説明図

【図8】電着塗装のモデルの一例を示す説明図

【図9】電着塗装のモデルの他の一例を示す説明図

【図10】電着塗装時の電流について、本実施形態の電着塗装シミュレーションによる算出値と実ラインにおける測定値とを比較した説明図

【発明を実施するための形態】

【0016】

Ａ．実施形態：
（船舶１０の構成）
図１は、本実施形態の船舶１０の構成を概略的に示す斜視図である。図１および後述する他の図面には、船舶１０の位置を基準とした各方向を表す矢印を示している。より具体的には、各図には、前方（ＦＲＯＮＴ）、後方（ＲＥＡＲ）、左方（ＬＥＦＴ）、右方（ＲＩＧＨＴ）、上方（ＵＰＰＥＲ）および下方（ＬＯＷＥＲ）のそれぞれを表す矢印を示している。前後方向、左右方向および上下方向（鉛直方向）は、それぞれ互いに直交する方向である。

【0017】

船舶１０は、船体２００と、船外機１００とを備える。本実施形態では、船舶１０は、１つの船外機１００を有するが、船舶１０が複数の船外機１００を有していてもよい。

【0018】

（船体２００の構成）
船体２００は、船舶１０において乗員が搭乗する部分である。船体２００は、居住空間２０４を有する船体本体部２０２と、居住空間２０４に設置された操縦席２４０と、操縦席２４０付近に設置された操縦装置２５０とを有する。操縦装置２５０は、操船のための装置であり、例えば、ステアリングホイール２５２と、シフト・スロットルレバー２５４と、ジョイスティック２５５と、モニタ２５６と、入力装置２５８とを有する。また、船体２００は、居住空間２０４の後端を区画する仕切壁２２０と、船体２００の後端に位置するトランサム２１０とを有する。前後方向において、トランサム２１０と仕切壁２２０との間には空間２０６が存在している。

【0019】

（船外機１００の構成）
図２は、船外機１００の構成を概略的に示す側面図である。以下では、特に断りがない限り、基準姿勢の船外機１００について説明する。基準姿勢は、後述するクランクシャフト１２４の回転軸線Ａｃが上下方向に延伸し、かつ、プロペラシャフト１１１の回転軸線Ａｐが前後方向に延伸する姿勢である。

【0020】

船外機１００は、船舶１０を推進させる推力を発生する装置である。船外機１００は、船体２００の後部のトランサム２１０に取り付けられている。船外機１００は、船外機本体１１０と、懸架装置１５０とを有する。

【0021】

（船外機本体１１０の構成）
船外機本体１１０は、カウル１１４と、ケーシング１１６と、エンジン１２０と、排気部品８０と、プロペラシャフト１１１と、プロペラ１１２と、伝達機構１３０と、を備える。

【0022】

カウル１１４は、船外機本体１１０の上部に配置された収容体である。カウル１１４は、カウル１１４の下部を構成するボトムカウル２０と、カウル１１４の上部を構成するトップカウル３０とを有する。トップカウル３０は、ボトムカウル２０に対して、取り外し可能に取り付けられている。ケーシング１１６は、カウル１１４の下方に位置し、船外機本体１１０の下部に配置された収容体である。

【0023】

エンジン１２０は、動力を発生する原動機であり、カウル１１４内に収容されている。エンジン１２０は、例えば内燃機関により構成されている。エンジン１２０は、図示しないピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト１２４を有する。クランクシャフト１２４は、その回転軸線Ａｃが上下方向に延伸する姿勢で配置されている。なお、エンジン１２０は、エンジンの冷却のための冷却水流路を有する冷却部品（不図示）を備える。また、本明細書では、船外機１００において５０℃以上になる部分を高温部という。エンジン１２０は、高温部に該当する。

【0024】

排気部品８０は、排気流路８３を有する管状の金属製（例えばアルミニウム合金製）の部品であり、エンジン１２０に近接して配置されている。排気部品８０の排気流路８３は、エンジン１２０に連通すると共に、ケーシング１１６に形成された排気口（不図示）に連通している。エンジン１２０の燃焼室から排出された排気は、排気部品８０の排気流路８３を通り、排気口を介して水中または空気中に排出される。

【0025】

本実施形態では、排気部品８０は、二重管構造となっている。すなわち、排気部品８０は、排気流路８３の周りを取り囲むように形成された冷却水流路８４を有する。冷却水流路８４には、排気流路８３を流れる排気の冷却のために、エンジン１２０の冷却に利用された後または利用される前の冷却水（海水）が流れる。そのため、排気部品８０の表面には、耐食性の向上のために、塗膜８１が形成されている。塗膜８１は、排気部品８０の表面のうち、冷却水流路８４を区画する表面のみに形成されていてもよいし、他の表面に形成されていてもよい。塗膜８１は、例えば、エポキシ系カチオン電着塗料を用いた電着塗装により形成されている。排気部品８０は二重管構造であるため、電着塗装において付き回り不足が発生しやすい形状の部品であると言える。排気部品８０は、特許請求の範囲における金属部品の一例である。

【0026】

プロペラシャフト１１１は、棒状の部材であり、船外機本体１１０における比較的下方の位置に、前後方向に延伸する姿勢で配置されている。プロペラシャフト１１１の前端部は、ケーシング１１６内に収容されており、プロペラシャフト１１１の後端部は、ケーシング１１６から後方に突出している。

【0027】

プロペラ１１２は、複数枚の羽を有する回転体であり、プロペラシャフト１１１の後端部に取り付けられている。回転軸線Ａｐまわりのプロペラシャフト１１１の回転に伴い、プロペラ１１２も回転する。プロペラ１１２は、回転することによって推力を発生する。

【0028】

伝達機構１３０は、エンジン１２０の回転をプロペラシャフト１１１に伝達する機構である。伝達機構１３０の少なくとも一部は、ケーシング１１６内に収容されている。伝達機構１３０は、ドライブシャフト１３２と、シフト機構１３４とを有する。

【0029】

ドライブシャフト１３２は、棒状の部材であり、エンジン１２０のクランクシャフト１２４の下方に、上下方向に延伸する姿勢で配置されている。ドライブシャフト１３２の上端部は、クランクシャフト１２４に連結されている。ドライブシャフト１３２は、エンジン１２０の回転（クランクシャフト１２４の回転）に伴い回転する。

【0030】

シフト機構１３４は、ドライブシャフト１３２の下端部に連結されると共に、プロペラシャフト１１１の前端部に連結されている。シフト機構１３４は、例えば、複数のギヤと、ギヤの噛み合いを切り換えるクラッチとを含み、エンジン１２０の回転に伴うドライブシャフト１３２の回転を、回転方向を切り替え可能にプロペラシャフト１１１に伝達する。シフト機構１３４がドライブシャフト１３２の回転を正転方向の回転としてプロペラシャフト１１１に伝達すると、プロペラシャフト１１１と共に正転方向に回転するプロペラ１１２が前進方向の推力を発生する。反対に、シフト機構１３４がドライブシャフト１３２の回転を逆転方向の回転としてプロペラシャフト１１１に伝達すると、プロペラシャフト１１１と共に逆転方向に回転するプロペラ１１２が後進方向の推力を発生する。

【0031】

（懸架装置１５０の構成）
懸架装置１５０は、船外機本体１１０を船体２００に懸架する装置である。懸架装置１５０は、左右一対のクランプブラケット１５２と、チルト軸１６０と、スイベルブラケット１５６と、ステアリング軸１５８とを含む。

【0032】

左右一対のクランプブラケット１５２は、船体２００の後方に、互いに左右方向に離隔した状態で配置されており、例えばボルトによって船体２００のトランサム２１０に固定されている。各クランプブラケット１５２は、左右方向に延伸する貫通孔が形成された筒状の支持部１５２ａを有する。

【0033】

チルト軸１６０は、棒状の部材であり、クランプブラケット１５２の支持部１５２ａの貫通孔内に回転可能に支持されている。チルト軸１６０の中心線であるチルト軸線Ａｔは、船外機１００のチルト動作における水平方向（左右方向）の軸線を構成する。

【0034】

スイベルブラケット１５６は、一対のクランプブラケット１５２に挟まれるように配置されており、チルト軸線Ａｔまわりに回転可能に、チルト軸１６０を介してクランプブラケット１５２の支持部１５２ａに支持されている。スイベルブラケット１５６は、例えば油圧シリンダ等のアクチュエータを含むチルト装置（不図示）により、クランプブラケット１５２に対してチルト軸線Ａｔまわりに回転駆動される。

【0035】

ステアリング軸１５８は、棒状の部材であり、上下方向に延伸する姿勢で、ステアリング軸１５８の中心線であるステアリング軸線Ａｓまわりに回転可能にスイベルブラケット１５６に支持されている。ステアリング軸１５８は、例えば油圧シリンダ等のアクチュエータを含むステアリング装置（不図示）により、スイベルブラケット１５６に対してステアリング軸線Ａｓまわりに回転駆動される。

【0036】

船外機本体１１０は、ステアリング軸１５８に固定されている。そのため、ステアリング軸１５８がスイベルブラケット１５６に対してステアリング軸線Ａｓまわりに回転すると、ステアリング軸１５８に固定された船外機本体１１０もステアリング軸線Ａｓまわりに回転する。これにより、船体２００の向きを基準としたプロペラ１１２が発生する推力の向きが変更され、船舶１０の操舵が実現される。

【0037】

また、スイベルブラケット１５６がクランプブラケット１５２に対してチルト軸線Ａｔまわりに回転すると、スイベルブラケット１５６に支持されたステアリング軸１５８およびステアリング軸１５８に固定された船外機本体１１０もチルト軸線Ａｔまわりに回転する。これにより、船体２００に対して船外機本体１１０を上下方向に回転させるチルト動作が実現される。船外機１００のチルト動作により、プロペラ１１２が水中に位置するチルトダウン状態（船外機１００が基準姿勢にある状態）からプロペラ１１２が水面より上側に位置するチルトアップ状態までの範囲で、船外機本体１１０のチルト軸線Ａｔまわりの角度を変更することができる。なお、船外機本体１１０のチルト軸線Ａｔまわりの角度を調整して船舶１０の走行時の姿勢を調整するトリム動作も実行することができる。

【0038】

（排気部品８０の塗膜８１の形成のための電着塗装）
上述したように、排気部品８０の塗膜８１は、電着塗装により形成される。図３は、電着塗装装置３００の構成を示す説明図である。電着塗装装置３００は、塗料粒子３０５を含む塗料液３０４を収容する電着槽３０２と、塗料液３０４に浸かるように設置された電極３０６と、被塗物であるワークＷ（本実施形態では、排気部品８０）を吊り下げて保持するキャリア３０７とを備える。

【0039】

電着塗装は、電着槽３０２に収容された塗料液３０４の中にワークＷを浸漬し、ワークＷと電極３０６との間に電位を生じさせることによって直流電流を流し、電気泳動を利用してワークＷの表面に塗料粒子３０５を析出させる塗膜形成方法である。電着塗装は、吹き付け塗装等の他の塗膜形成方法と比べて、袋状等の複雑な形状でも均一な塗膜を形成できるという特徴を有する。なお、本実施形態では、塗料粒子３０５がプラスの電荷を持つカチオン電着塗装が行われ、電極３０６をプラス極、ワークＷをマイナス極として、電圧が印加される。アニオン電着塗装についても、電荷の正負が反転するだけで、塗装の原理は同様である。また、本実施形態では、複数のワークＷに対する塗装処理を連続的に行うために、複数のワークＷを浸漬可能な大きさの電着槽３０２が用いられ、複数のキャリア３０７によって複数のワークＷが塗料液３０４内に浸漬した状態で搬送されつつ、塗膜形成処理が実行される。また、電着塗装の際に、前工程（例えば、水洗、脱脂、洗浄等）および後工程（例えば、水洗、乾燥・焼付等）が行われてもよい。

【0040】

電着塗装の際には、ワークＷのうち、電流が流れやすい部分（例えば外面側の部分）から先行して塗膜が形成され、該部分に形成された塗膜の厚みの増大に伴う電気抵抗の増加により、他の部分（例えば内面側の部分）に流れる電流が増加し、該部分にも塗膜が形成される。そのため、ワークＷの形状や電着塗装の条件（印加電圧や塗装時間等）によっては、ワークＷの一部に良好な塗膜が形成されない事象（いわゆる、付き回り不足）が発生するおそれがある。

【0041】

本実施形態では、排気部品８０の形状データと電着塗装の条件とに基づき、排気部品８０の各部における塗膜の形成状態を予測する電着塗装シミュレーションを行い、付き回り不足が発生しないように排気部品８０の形状を定めている。なお、排気部品８０の形状とは、船外機１００における排気部品８０の機能の実現のために規定される形状（以下、「基本的形状」という。）に加えて、電着塗装の際にキャリア３０７に吊すための掛け孔や電流を通すための電流経路孔の位置、大きさ、個数のように、電着塗装のために規定される形状（以下、「副次的形状」という。）を含む。

【0042】

図４は、本実施形態における電着塗装シミュレーションの方法を示すフローチャートである。なお、電着塗装シミュレーションは、コンピュータを用いて実行される。

【0043】

はじめに、塗料固有パラメータを実験的に取得する（Ｓ１１０）。図５から図７は、塗料固有パラメータの一例を示す説明図である。図５は、本実施形態で使用する塗料Ｃ１および比較例の塗料Ｃ２のそれぞれについて、電着塗装における通電量と塗膜析出重量との関係の一例を示しており、図６は、上記２種類の塗料Ｃ１，Ｃ２のそれぞれについて、塗膜析出重量（膜厚）と塗膜抵抗との関係の一例を示しており、図７は、塗料Ｃ１について、電着塗装における通電量と塗膜抵抗との関係の一例を示している。

【0044】

図５および図６に示すように、比較例の塗料Ｃ２を使用した場合には、ある量の電流が流れると塗膜が析出しはじめ、流れた電流に比例して析出重量が増加し、析出重量の増加に伴う膜厚増加に比例して塗膜抵抗が増加する。すなわち、比較例の塗料Ｃ２は、通電量と塗膜の析出重量との関係が線形である塗料である。そのため、比較例の塗料Ｃ２を使用する場合には、ワークＷの各部位の通電量から塗膜析出重量を算出し、塗膜析出重量（膜厚）から塗膜抵抗を算出し、これらを部品の境界条件として次ステップへ反映させて逐次計算を進めることで各部の塗膜形成状態を得る、従来の電着塗装シミュレーションを適用可能である。

【0045】

これに対し、本実施形態では、排気部品８０の電着塗装のために、例えば耐食性と付き回り性を考慮して、図５および図６に示す特性を有する塗料Ｃ１を用いている。塗料Ｃ１を用いて電着塗装を行う場合には、通電量と塗膜析出重量との関係（図５）および塗膜析出重量（膜厚）と塗膜抵抗との関係（図６）が線形とはならない。そのため、通電量と塗膜析出重量との関係が線形であることを前提とした従来の電着塗装シミュレーションをそのまま適用することはできない。

【0046】

一方、本願発明者は、鋭意研究を行い、塗料Ｃ１について通電量と塗膜抵抗との関係に着目したところ、図７に示すように、両者に線形の関係があることを新たに見出した。そのため、本明細書では、電着塗装時のワークの各部の通電量から、ワークの各部に形成される塗膜の抵抗を直接的に算出する演算を含む電着塗装シミュレーションを提案している。すなわち、図４のＳ１１０では、通電量と塗膜抵抗との関係を示す塗料固有パラメータが実験的に取得される。

【0047】

また、ワークＷの形状データを取得する（Ｓ１２０）。形状データとしては、例えば３Ｄ－ＣＡＤデータが用いられる。

【0048】

また、電着塗装の条件およびモデルを設定する（Ｓ１３０）。電着塗装の条件は、例えば、印加電圧や塗装時間等である。電着塗装の条件は、実ラインの構成や動作条件に基づき設定される。

【0049】

また、電着塗装のモデルは、電着塗装シミュレーションに用いられるモデルである。図８は、電着塗装のモデルの一例を示す説明図である。図８に示す電着塗装のモデル（以下、「フルモデルＭ１」という。）は、電着塗装装置３００（図３）を忠実に再現したモデルである。具体的には、フルモデルＭ１は、複数のワークＷを浸漬可能な大きさの電着槽３０２と、電着槽３０２に収容された塗料液３０４に浸かるように設置された複数の電極３０６と、電極３０６とワークＷとの間に電圧を印加する電源３０８とをモデル化したものである。フルモデルＭ１は、電源３０８の電圧を一定とし、ワークＷの位置を搬送方向に沿って変化させながら（すなわち、ワークＷと電極３０６との位置関係を変化させながら）、解析を行うためのモデルである。フルモデルＭ１を用いた電着塗装シミュレーションでは、実際の電着塗装を忠実に再現できる一方、要素数が多くなり（例えば、要素数：４０００万個程度）、計算時間が長くなる（例えば、計算時間：３０日程度）。

【0050】

また、図９は、電着塗装のモデルの他の一例を示す説明図である。図９に示す電着塗装のモデル（以下、「簡易モデルＭ２」という。）は、解析の対象を一対の電極３０６と１つのワークＷに絞った簡易的なモデルである。簡易モデルＭ２を用いた電着塗装シミュレーションでは、実際の電着塗装の際に存在するワークＷの移動や前後の他のワークＷによる影響を、印加電圧条件により与えるものとしている。具体的には、実ラインでの電流測定結果に基づき、印加電圧条件を経時的に変化させている。簡易モデルＭ２を用いた電着塗装シミュレーションでは、要素数が少なくなり（例えば、要素数：６００万個程度）、計算時間が短くなる（例えば、計算時間：２日程度）。

【0051】

次に、設定・取得した各種データを用いて、電着塗装シミュレーションの演算を行う。まず、電着塗装時のワークＷの電位分布を算出する（Ｓ１４０）。そして、算出された電位分布に基づき、電着塗装時のワークＷの各部の通電量を算出する（Ｓ１５０）。

【0052】

次に、算出されたワークＷの各部の通電量から、直接的に、ワークＷの各部の塗膜抵抗を算出する（Ｓ１６０）。通電量からの塗膜抵抗の算出は、上述した通電量と塗膜抵抗との関係を示す塗料固有パラメータ（図７参照）を用いて実行される。

【0053】

次に、塗装時間に対応する全ステップが完了したか否かを判定し（Ｓ１７０）、全ステップが完了していない場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、次ステップに進み、上述したＳ１２０以降の処理を同様に実行する。このとき、Ｓ１６０で算出された塗膜抵抗に基づき、ワークＷの各部の電気抵抗が反映されるように、ワークＷの形状データが更新される。このようなステップを繰り返すことにより、ワークＷにおいて電流が流れやすい部分から先行して塗膜が形成され、膜厚増加に伴う電気抵抗増加により各部の通電量が変化し、電流が流れにくい部分にも順次、塗膜が形成されていく様子をシミュレーションすることができる。

【0054】

塗装時間に対応する全ステップが完了した場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、付き回り不足の有無についての判定を行う（Ｓ１８０）。具体的には、全ステップ完了時のワークＷの各部における塗膜抵抗に基づき、ワークＷの各部に塗膜が適切に形成された否かの判定を行う。例えば、塗膜抵抗の下限値を設定し、塗膜抵抗が該下限値以上であれば、塗膜が適切に形成されたと判定し、塗膜抵抗が該下限値未満であれば、塗膜が適切に形成されなかった（すなわち、付き回り不足が発生した）と判定する。

【0055】

付き回り不足が発生したと判定された場合には（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、ワークＷ（排気部品８０）の形状を設計変更する（Ｓ１９０）。上述したように、排気部品８０の形状は、船外機１００における排気部品８０の機能の実現のために規定される基本的形状に加えて、掛け孔や電流経路孔の位置、大きさ、個数のように電着塗装のために規定される副次的形状を含む。そのため、Ｓ１９０では、付き回り不足の発生を回避できるように、排気部品８０の基本的形状および／または副次的形状の変更が行われる。例えば、排気部品８０の曲がり具合を変更したり、電流経路孔の個数を増加したりする変更が行われる。その後、ワークＷの形状データが更新され（Ｓ１２０）、上述した各処理が繰り返し実行される。

【0056】

付き回り不足が発生しないと判定された場合には（Ｓ１８０：ＮＯ）、電着塗装シミュレーションを終了する。これにより、付き回り不足が発生しない排気部品８０の形状および電着塗装の条件が特定される。

【0057】

図１０は、電着塗装時の電流について、本実施形態の電着塗装シミュレーション（簡易モデルＭ２を使用）による算出値と実ラインにおける測定値とを比較した説明図である。図１０に示す通り、本実施形態の電着塗装シミュレーションによる電流算出値は、実ラインにおける測定値と概ね一致しており、本実施形態の電着塗装シミュレーションの有用性が確認された。

【0058】

以上説明したように、本実施形態の船外機１００は、電着塗装により形成された塗膜８１を有する金属部品である排気部品８０を備える。排気部品８０は、排気部品８０の形状データと電着塗装の条件とに基づき、電着塗装時の排気部品８０の各部の通電量から、排気部品８０の各部に形成される塗膜８１の抵抗を直接的に算出する演算を含む電着塗装シミュレーションを用いて形状が定められた部品である。そのため、通電量と塗膜析出重量との関係が線形であるか否かにかかわらず、通電量から直接的に塗膜抵抗を算出する電着塗装シミュレーションを用いて排気部品８０の形状を定めることができ、電着塗装により適切な塗膜が形成されて耐食性が向上した排気部品８０を備える船外機１００を実現することができる。また、通電量から、塗膜析出重量を経ることなく、直接的に塗膜抵抗を算出する電着塗装シミュレーションを用いて排気部品８０の形状を定めることができ、電着塗装シミュレーションの演算時間を短縮することができる。

【0059】

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

【0060】

上記実施形態の船舶１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、排気部品８０の形状を定めるために電解処理シミュレーションが用いられているが、排気部品８０に代えて、あるいは、排気部品８０と共に、他の金属部品（例えば、エンジンの冷却のための冷却水流路を有する冷却部品等）の形状を定めるために電解処理シミュレーションが用いられてもよい。

【0061】

上記実施形態では、通電量と塗膜析出重量との関係が非線形である塗料を対象として、通電量から塗膜抵抗を直接的に算出する演算を含む電着塗装シミュレーションを適用しているが、通電量と塗膜析出重量との関係が線形である塗料を対象として、同様の電着塗装シミュレーションを適用することも可能である。これにより、電着塗装シミュレーションの演算時間を短縮することができる。

【0062】

上記実施形態の電着塗装シミュレーションにおいて、１つのキャリア３０７に掛けられる金属部品の個数に応じて、金属部品の形状データを調整してもよい。１つのキャリア３０７に掛けられる金属部品の個数が異なると、各金属部品の電位分布も異なり得る。そのため、１つのキャリア３０７に掛けられる金属部品の個数に応じて金属部品の形状データを調整することにより、１つのキャリア３０７に掛けられる金属部品の個数に関わらず、高精度な電着塗装シミュレーションを実現することができる。

【0063】

上記実施形態では、カチオン電着塗装により塗膜の形成を行っているが、アニオン電着塗装により塗膜の形成を行ってもよい。

【0064】

上記実施形態において、電着塗装により形成された塗膜を有する金属部品（例えば排気部品８０）が、塗膜の下に、電解処理（例えば、アルマイト処理）により形成された酸化被膜（例えば、アルミナ被膜）を有していてもよい。この場合において、電解処理による酸化被膜の形成不良（付き回り不足）が発生することを抑制するために、上記実施形態の電着塗装シミュレーションと同様の電解処理シミュレーションを用いて金属部品の形状が定められてもよい。すなわち、この電解処理シミュレーションは、金属部品の形状データと電解処理の条件とに基づき、電解処理時の金属部品の各部の通電量から、金属部品の各部に形成される酸化被膜の抵抗を直接的に算出する演算を含む電解処理シミュレーションである。

【符号の説明】

【0065】

１０：船舶 ２０：ボトムカウル ３０：トップカウル ８０：排気部品 ８１：塗膜 ８３：排気流路 ８４：冷却水流路 １００：船外機 １１０：船外機本体 １１１：プロペラシャフト １１２：プロペラ １１４：カウル １１６：ケーシング １２０：エンジン １２４：クランクシャフト １３０：伝達機構 １３２：ドライブシャフト １３４：シフト機構 １５０：懸架装置 １５２：クランプブラケット １５２ａ：支持部 １５６：スイベルブラケット １５８：ステアリング軸 １６０：チルト軸 ２００：船体 ２０２：船体本体部 ２０４：居住空間 ２０６：空間 ２１０：トランサム ２２０：仕切壁 ２４０：操縦席 ２５０：操縦装置 ２５２：ステアリングホイール ２５４：シフト・スロットルレバー ２５５：ジョイスティック ２５６：モニタ ２５８：入力装置 ３００：電着塗装装置 ３０２：電着槽 ３０４：塗料液 ３０５：塗料粒子 ３０６：電極 ３０７：キャリア ３０８：電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】