真似できるものならやってみろシリーズ 古〜いクランクケースを再生する

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毎度お馴染み、カワサキの古〜い空冷並列4気筒エンジンのクランクケースが今回の教材です。ちんちんに熱くなっては冷えて、

膨張と収縮を繰り返し、燃焼の圧力と、振動というよりは衝撃に長年耐えてきたアルミの鋳物です。もう材質的にはぐっずぐずだと

思ってかからないといけません。



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入庫状態です。うちに入ってくるものの中ではきれいな方です。車種は忘れましたが、この形は KZ1000 系かな?



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この状態ではどこかが壊れているようには見えず、外から見てわかる、ん?ポイントは、ケース前方のこのボルト穴がノーマルより

少〜しだけ大きいことぐらいです。それも気を付けて見ないとわからないぐらいです。



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ぐるぐる回して、一応全体を確認しますが、ほかには問題ないですね。



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ケース前方のボルト穴は、下側も少〜し大きくなっていますが、通常は見えないところ。



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ケースを上下分割すると、えらいことになっているところが見えます。



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何をどうしたら、これだけ大きく内側が欠けるのか??



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合わせ面には打痕もあり、ボルト穴も丸い形をしていません。壊れたボルト穴を拡大して、サイズの大きなボルトを入れようとしたと

いうのは想像が付きますが、そのボルトに合わせて作ったであろうネジ山はボロボロです。



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画像ではわかりにくいかと思いますが、内側の端の方は、めくれるように盛り上がっています。ひょっとすると、ここにボルトがある

ことに気が付かずに無理矢理ケースを割って、周辺の肉ごとごそっと抜けたのか?.......いや、そんなことやろうと思ってもできない。



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そもそも、反対側のケースはまったく無傷。となると、固着していたボルトを無理に回して折れて、残骸を抜こうとしてうまくいかず、

いろいろやっているうちに、がきっと欠けた......ぐらいのことですかねえ?



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鋳造アルミの削れ具合(硬さ・粘り気)や、中の巣の入り具合や、オイルの沁み込み具合や、ボルト穴の中の壊れ具合などすべて

のことを確認しながら、削っていきます。



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ネジ山はなくさないといけないので、壁がどんどん薄くなっていきます。こりゃ貫通するかな?



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まだ削らないとだめですが、もうすでに削る余地がない。



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さらに削って、合わせ面のところだけ何とか皮一枚残せましたが........



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壁の薄いところは見事に貫通。そりゃそうでしょうね。



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溶接のために外側の塗装も落としていきますが、あまりに入り組んだ形状のところは溶接の障害になります。



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どの途、形状は少し変えないと強度が確保できないので、大きめに削り込みます。



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油気を徹底的に飛ばしてから、溶接していきますが、見事にはじかれてしまいました。これは典型的な不純物です。



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溶接がはじかれたところを外側からごそっと削り込んで、外側から溶接すると、何とかのりました。貫通穴は大きくなりましたが........



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少し広目に溶接していくと、また湧いてきました、不純物。ただ、溶接をはじくほどではなく、溶接熱で母材の表面に湧いてきている

程度のものなので、これは触らないのが最良の策。下手に触ると、まちがいなく後悔します。



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因みに、不純物とはどんなものか?というのが目に見える珍しい例が、この画像の上側のかけら。車名は忘れましたが、カワサキ

のレーサーレプリカ車で、脱着式のシートレールをメインフレームにボルト固定するために、メインフレームから生えているポッチの

一部です。立ちゴケ程度の軽〜い転倒でシートレールを軽く打っただけで、これがメインフレームからもげた!そうです。さぞかし

びっくりしたことでしょう。その程度でこれがもげることは通常ない(じゃないと怖くて座ってられない)ですが、運悪く不純物があった

ところに力がかかって耐えられなかったのでしょう。このかけらに見える不純物は少ないですが、反対側のメインフレーム側には、

この倍以上の広さに渡って見られたので、破断面の面積の半分ぐらいはくっついていなかったかんじかな。


鋳造アルミには、不純物だけでなく、この画像下のかけらのように、内包クラックというか、剥離しているようなつるっとした面もよく

見られます。これがきっかけになって、大きなクラックが発生することが多いです。このかけらは、ドカティの旧車マイクヘイルウッド

レプリカのクランクケースの一部で、エンジンマウントボルトが通るトンネルがパカッと開いてしまっていました。



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やっと母材と溶かし込んでいけるようになりました。



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外側からも貫通穴を塞いで、肉盛りします。



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肉を盛っていきます。



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どんどん肉を盛っていけばいいんですが、一気にここまで盛れるわけではありません。溶接の歪みとは、それはそれはおそろしい

もので、母材をぐにゃぐにゃに歪ませるだけでなく、ひとつまちがうと、このぐらいの肉厚のアルミの鋳物ぐらいはかんたんに割って

しまいます。できるだけ歪みを抑えるように、時間をかけてちびちび溶接していきます。



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合わせ面も乗り越えて、肉盛り溶接がひとまず完了。どの途、ここまで盛るんだったら、削ったときに皮一枚残す必要はないんじゃ

ないの? 残ってない方がずっと溶接しやすいし.........と思われるでしょうが、この皮一枚が非常に大事で、なくしてしまうと、合わせ面

に段差ができちゃう可能性がとても高くなります。どんなに切削や溶接がやりにくくても、合わせ面にできた段差を何とかする方が

はるかに難しいので、皮一枚でも残せる場合は絶対に残しましょう。



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歪みが収まったら、削っていきます。



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大体の形ができてきたら、この辺でちょっと一時停止。



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欠けてなくなっていた部分の形はわからないので、無事な相方のクランクケースから型を取ります。



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型紙から転写します。ちょっとずれたかな?



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足りないところに、ちょっと追加溶接。



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形を整えながら再び削っていって、合わせ面より上に盛った溶接部分を削って、合わせ面を平らにすればできあがり.......というほど

世の中甘くはありません。これだけ溶接すると、溶接部分の際の母材がへこむ、「逃げ」が発生します。これはまず避けようがない

ものなので、逃げが収まるのを待って対応するしかありません。更に今回のような場合には、画像では上方にある溶接部分に引っ

張られるように全体も曲がって、合わせ面がまっすぐでなくなります。



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溶かし込みなど設定を大きく変えて、逃げたところや曲がったところなどに肉盛り溶接します。溶接準備として削るわけにいかない

合わせ面に載せていくので、どうしても不純物が湧いてきますが、これはもう仕方ないです。



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歪みが収まったら、削っていきます。



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全体の形を整えつつ、合わせ面ぎりぎりまで削っていきます。



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合わせ面まで一皮残したこのぐらいで、一度大体の平面を出します。ここで平面が出せないとか、巣穴が出てきたとかの不具合が

あれば対応します。



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画像は前後しますが、外側も同時に削っていかないといけません。どこに巣穴などの不具合が出るかわからないので、常に全体を

見ながら作業することが肝心です。



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できるだけ元の形に近づけたいところですが、ここは強度も必要です。あまりに形にこだわりすぎ、ボルト締めたら強度不足で割れ

ちゃった、なんてことになったらしゃれになりません。巣穴などの問題がなければ、このぐらいで一旦切削を止めます。



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ここで上下のクランクケースを合わせてみて、各部確認します。これで右端と左端の合わせ面がぴったりと面一になってくれれば、

ことはかんたんですが、まずそんなことはないので、何本かボルトを入れてみて、合わせ面のベストポジションを探ります。



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クランクケースを合わせる位置が決まったら、ダウエルピンを入れて、作るボルト穴の位置を決めます。



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位置決めの際には、いくつかある合わせ面の端を特によ〜く確認しておかないと、後で泣くことになります。



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作るボルト穴の位置が決まったら、まず細いガイド穴をまっすぐに開けます。これを失敗したら全部削って一からやり直し!なんて

ことを考えたら手が震えます。要らぬことは考えずに、やらないといけないことに集中しましょう。



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深さにも注意して、ガイド穴を開けます。



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ドリルでまっすぐに穴を開ける方法についてはよく訊かれますが、こういったケースでは、画像のようにハンドドリルを使って開けて

います。すなわち手作業です。ボール盤やフライス盤などで母材をがちっと固定して、硬いドリルで機械加工するというのが一般的

な答えかと思いますが、いくら硬くて強いドリルを使っても、刃先が逃げるときは逃げます。刃先が一旦逃げだすと、機械加工では

自分で修正するということはないので、どんどん大きく逃げていくことがあります。手作業だと常にこれを修正しながら開けていける

ので、多少はくねくねしながらでも、全体的にはまっすぐのガイド穴を開けることができます。慣れれば、のハナシですが。



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ガイド穴がまっすぐに開いたら、段階的に径の大きなドリルにしていって、穴を拡げていきます。このときは、ガイド穴を開けるとき

のように刃先が逃げることはないので、修正したりせずに、ドリルをまっすぐにしたままで開けます。



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これでまっすぐなベース穴ができました。ベース穴の内径は、タッピングサイズよりわずかに小さめにしておきます。



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入口のエッジを軽くテーパー加工して、タッピングコンパウンドをたっぷり付けて、ハンドタップでネジ山を切っていきます。



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ネジ山を仕上げて、欠けなどの不具合がないか確認します。ちょっと撮影失敗で見えないですが、問題ありません。



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ボルトを入れてテスト.......いいでしょう。



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ダウエルピンを入れるための穴の入口だけ浅く作って、全体の形を整えていきます。



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使うダウエルピンと、反対側のクランクケース側の穴の寸法を取ります。



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取った寸法を元に、大体の寸法を出します。



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実際にダウエルピンを入れてみて、いよいよ合体テスト。さぁ〜て、うまくはまるか?



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ガタもなく、すっぽりはまりました。はまり具合はいいかんじです。



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問題は合わせ面。きちんと合っているかどうか、ぐるっと一周確認していきます。



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いいかんじです。(^-^)



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ケースカバーの合わせ面(縦方向)も確認します。



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これもぐるっと一周確認します。全部いいかんじです。



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作ったボルト穴とダウエルピン穴に不具合がないことが確認できたので、上下クランクケースの合わせ面を作っていきます。オイル

ストーンなどでこすって、溶接部分の凸凹を探ります。



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探った凸凹を元に、細目のペーパーを付けたサンダーを使って、溶接部分を平面的に落としていきます。



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凸凹を探っては削り、探っては削りを繰り返して、ちびちびと元の合わせ面に近付けていきます。



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この辺からはオイルストーンで削っていきます。オイルストーンが当たっていないところがなくなるように削っていくのが基本ですが、

そこばかりに気を取られて削っていくと、かならず平面が崩れます。あくまでも合わせ面の平面を出すというのが目的。



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削る範囲を徐々に外へと拡げながら面を出していきます。と、言うは易く行うは難し。(+_+)



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最終的には、端から端まで使って面を出します。機械加工で面研すればかんたんじゃない?と思われるかもしれませんが、そんな

ことしたら、合わせ面の寸法が変わってしまいます。この場合は必ず手作業で。



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ケースを合わせてみて、面が出てきているかどうか常に確認しながら削ります。カタカタするのはもちろん論外ですが、ただ合わせ

られるだけでなく、ぺちょっと引っ付くような感触が必要です。少しオイル気が残っていたら、離れようとしないぐらいの引っ付き感が

出せれば理想です。



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ボルトを入れて締めたときに、合わせ面が変に動いたり、どこかに隙間ができたりしないかなども確認しないといけません。



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あれもこれも全部確認して、合わせ面の再生完了。



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相方のケースの合わせ面は無事なんですが、問題はおっきな穴。ダウエルピン用の穴は無事ですが、ボルトが通るところの穴は

拡げられています。8mmのボルトを入れるためでしょう。



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本来のサイズの6mmボルトを入れると、すかすかです。これも同じ作業で、溶接で作り直すことは可能ですが、さすがにこれだけの

ことを何とかするための修理方法としては、工賃がかかりすぎでしょう。



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旋盤で、かっちかちのジュラルミンの棒材を削っていきます。



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寸法を詰めていきます。



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現物合わせ→切削加工→現物合わせ→切削加工を繰り返して、いいかんじに圧入できる寸法を狙います。



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ほぼ完成形。



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コンコンと圧入して、いいかんじに納まりました。



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こっち側は、これでいいでしょう。



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外側の形も整えて、周辺にダメージないかもよ〜く確認して、完成です。



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貴重なクランクケース復活!



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