カワサキZ1のエンジン修理　アルミ溶接の肉盛りによる修復　修正

HOMEへ

カワサキＺ１のクランクケース修理のお話し

北海道ツーリングでいつもお世話になっている釧路の「ヒストリー」（ライダーハウス＆バイクショップ）のオーナーからオーバーホール中のＺ１エンジンの修理依頼がありました．
なにやらクランクケースのボルトでクランクのメインベアリングを押さえているＭ８ネジが固着して折れてしまってエキストラクターでも抜けないというのと，スターター（セル）モーターの取り付け部が欠損しているということでした．

見てみないとできるかどうか分からないので取り合えず大阪まで送ってもらいチャレンジしてみる事にしました．

今回はそんなエンジンの修理のお話し．

※「ヒストリー」は現在札幌へ移転しております．

		北海道の釧路から送られてきたカワサキＺ-１のクランクケース（アッパー側のみ）

		折れているのはクラッチ側のＭ８ボルト．クランクベアリングを保持しているボルトなので高炭素鋼かクロモリ鋼のボルトが使われてると思われますが，それでも折れてしまうとはよっぽどなんでしょうね．．Ｚをいじる人の中にはオーバーホール時に全てのボルトを交換する人もおられるのはこんな経験をしているからかもしれません．

		穴があいているのはヒストリーのオーナーがエクストラクターで抜こうとチャレンジためで，エクストラクターの方が負けて破損してしまったそうです．

		私も念のためチャレンジしたのですがご覧の通りエキストラクターが火花を飛ばしながら破断してしまいました．本当に手ごわい・・・．あらら・・・，折れた先端が中に残っちゃったよ．

		ヒストリーでも加熱されたそうですがビクともしなかったとのことですが，これほど固着が激しいと加熱しない事には抜けないだろう判断し，バーナーをダブルにして加熱することにしました．ただし，エキストラクターが折れて中に残ってしまったので，新たにエキストラクターを入れることができず悩んだ末に金属棒（ここでは六角レンチを使用）を折れて残ったボルトに溶接し，加熱しながら抜き取る事にしました．よくみると六角レンチが付いてるのが分かると思います．

		抜き取ったボルト．加熱しながら緩める方向にテンションをかけていくと徐々に回り始めるのですがバーナーを少しでも離して温度を下げると再び固着してしまいます．本当にひどい状態でした．以前誰が組んだのかが気になる所ですが，一度もばらした事の無いエンジンということなのでこのネジロックも純正指定品なのでしょうか？まあ抜けて何よりでした．

		お次はスターター（セル）モーターの台座部．ご覧の通り向って右側が根元から欠損しています．欠損した理由は聞いていないのですが，どちらのネジ部を見ても金色をしていることから，ネジロック材を塗布してあった可能性があり，そのため緩める際に欠けたのかもしれません．何れにしろ，いくら頑丈なＺのエンジンといえどクランクケースやシリンダヘッドなどは金属疲労がかなり進んでいて，すごくもろくなっています．最近，Ｚのエンジンって本当に丈夫なの？って思ってしまいます．

		修復方法ですが，旋盤で丸棒にネジ穴加工した円筒物（カラーみたいなモノ）を溶接しようと考えたのですが，アルゴン溶接機のトーチが入るほどスペースがないため，肉盛り溶接後にネジ穴加工することにしました．溶接部が汚れていたり酸化していると溶接する際に不純物が混ざって巣が出来るなど溶接品質が低下してしまうので除去します．

		いきなり溶接しようとしても母材（クランクケース）が大きいく熱が逃げて溶けないのでバーナーで予備過熱を行います．

		TIG溶接でアルミを盛って行きます．

		ハイトゲージを使い残った方の台座から正規の高さを測定します．

		溶接盛りしたところに高さをケガキます．

		我が家にはフライス盤がないのでちょっと強引にですがボール盤にエンドミルをつけて溶接盛りしたところの頭を切削します．

		新たに作る台座部のネジ穴位置を出すのに手持ちの GPz１１００（空冷）のセルモーターを治具として利用します．セルモーターの取り付け部の穴径が約φ７ｍｍなのでφ６ｍｍのドリルのキリにアルミテープを巻いてφ７ｍｍにします．わざわざφ６ｍｍにアルミテープを巻くのは後述する理由があってのことです．

		セルモーターを所定の位置に取り付けて，アルミテープを貼ったドリルのキリで肉盛り部に新しい穴を開けます．なお，アルミテープを貼っているため切りくずが上手く排出されないのでセンターが出た時点でアルミテープを全て剥がして所定の深さまで穴を開けます．

		肉盛りした所に新しいネジの下穴が開いたところです．次は肉盛りした外形を仕上げます． NCフライスなどがあれば綺麗な円筒形に仕上げるのですが汎用機すらないのでどうしようか作業前に一番悩みました．通常はエアーリューターで整形する所なのですが，所詮手仕上げなので仕上がりにも限界があります．そこで今回は別な方法をとる事にしました．

		ホールソーのセンターキリ（φ６ｍｍ）の代わりに φ６ｍｍのＳＵＳ棒を用意します．

		センターキリがＳＵＳ棒になっています．

		ボール盤に先ほどのホールソーをセットし肉盛りしたところのφ６ｍｍの穴をガイドにして切削することでブレることなくを円筒形に加工することができます． φ６ｍｍのドリルのキリにアルミテープを巻いたのはホールソーのセンター穴がφ６ｍｍでセルモーターの取り付け部の穴径がφ７ｍｍだったためです．またアルミテープを巻くことでセルモータの取り付け穴を保護する事も出来るからです．

		φ１８ｍｍのホールソーの内径がφ１４ｍｍなので直径１４ｍｍの円筒ができました．その後リューターで不要な肉盛り部を削り仕上げます．

		溶接盛りで作った台座なのでネジ部の強度を確保する為にヘリサートを入れます．手作業でヘリサートタップを立てると，どうしても斜めに入ってしまいやすいのでボール盤の垂直性を利用してタップを立てます．

		はい，出来上がりましたっ！！

大阪本店に復帰後初めての工作で，荷物を整理しながらの作業だったので不必要に時間がかかってしまいました．
ヒストリーのオーナーすみません！！

難しい仕事は悩む事も多いですが，それもまた楽しかったります．
またこんな仕事があれば連絡くださいね．

それではまた．

余談ですが・・・

引用：牧野フライス製作所カタログ

工作にも「三種の神器」ってのがあって（勝手に思っている？）それが旋盤，フライス盤，溶接機だったりします．

工作する上でこれらがあれば大抵のことができたりします．

今回の工作でもフライス盤があればと何度も思ってしまいました．

私の欲しいフライス盤が上の写真のモノ．

世界のマキノといわれるフライス盤一流メーカーで中古市場でも人気があり高値安定．

いつか手に入れてやろうとずっと思っていたりします．そのためにずっとしている「フライス盤貯金」

修理や工作をして得たお金を少しづつ貯めています．（お母ちゃんに怒られない為に！！）

もっとがんばるぞ～

注記
これらの加工方法については必ずしも正しいものではなく，賛否両論あると思います．
特に加熱や溶接は歪みや硬化を伴いますので相応のリスクもあります．加工時には意識をしてワークに
接するようにしていますが未熟な点も多く，もしご意見がございましたら掲示板などで是非アドバイスを
お願いいたします．

このエンジンが廃棄されずに再び鼓動を刻むことを願っています．

工作の部屋ＴＯＰに戻る

HOMEへ

		北海道の釧路から送られてきたカワサキＺ-１のクランクケース（アッパー側のみ）

		折れているのはクラッチ側のＭ８ボルト．クランクベアリングを保持しているボルトなので高炭素鋼かクロモリ鋼のボルトが使われてると思われますが，それでも折れてしまうとはよっぽどなんでしょうね．．Ｚをいじる人の中にはオーバーホール時に全てのボルトを交換する人もおられるのはこんな経験をしているからかもしれません．

		穴があいているのはヒストリーのオーナーがエクストラクターで抜こうとチャレンジためで，エクストラクターの方が負けて破損してしまったそうです．

		私も念のためチャレンジしたのですがご覧の通りエキストラクターが火花を飛ばしながら破断してしまいました．本当に手ごわい・・・．あらら・・・，折れた先端が中に残っちゃったよ．

		ヒストリーでも加熱されたそうですがビクともしなかったとのことですが，これほど固着が激しいと加熱しない事には抜けないだろう判断し，バーナーをダブルにして加熱することにしました．ただし，エキストラクターが折れて中に残ってしまったので，新たにエキストラクターを入れることができず悩んだ末に金属棒（ここでは六角レンチを使用）を折れて残ったボルトに溶接し，加熱しながら抜き取る事にしました．よくみると六角レンチが付いてるのが分かると思います．

		抜き取ったボルト．加熱しながら緩める方向にテンションをかけていくと徐々に回り始めるのですがバーナーを少しでも離して温度を下げると再び固着してしまいます．本当にひどい状態でした．以前誰が組んだのかが気になる所ですが，一度もばらした事の無いエンジンということなのでこのネジロックも純正指定品なのでしょうか？まあ抜けて何よりでした．

		お次はスターター（セル）モーターの台座部．ご覧の通り向って右側が根元から欠損しています．欠損した理由は聞いていないのですが，どちらのネジ部を見ても金色をしていることから，ネジロック材を塗布してあった可能性があり，そのため緩める際に欠けたのかもしれません．何れにしろ，いくら頑丈なＺのエンジンといえどクランクケースやシリンダヘッドなどは金属疲労がかなり進んでいて，すごくもろくなっています．最近，Ｚのエンジンって本当に丈夫なの？って思ってしまいます．

		修復方法ですが，旋盤で丸棒にネジ穴加工した円筒物（カラーみたいなモノ）を溶接しようと考えたのですが，アルゴン溶接機のトーチが入るほどスペースがないため，肉盛り溶接後にネジ穴加工することにしました．溶接部が汚れていたり酸化していると溶接する際に不純物が混ざって巣が出来るなど溶接品質が低下してしまうので除去します．

		いきなり溶接しようとしても母材（クランクケース）が大きいく熱が逃げて溶けないのでバーナーで予備過熱を行います．

		TIG溶接でアルミを盛って行きます．

		ハイトゲージを使い残った方の台座から正規の高さを測定します．

		溶接盛りしたところに高さをケガキます．

		我が家にはフライス盤がないのでちょっと強引にですがボール盤にエンドミルをつけて溶接盛りしたところの頭を切削します．

		新たに作る台座部のネジ穴位置を出すのに手持ちの GPz１１００（空冷）のセルモーターを治具として利用します．セルモーターの取り付け部の穴径が約φ７ｍｍなのでφ６ｍｍのドリルのキリにアルミテープを巻いてφ７ｍｍにします．わざわざφ６ｍｍにアルミテープを巻くのは後述する理由があってのことです．

		セルモーターを所定の位置に取り付けて，アルミテープを貼ったドリルのキリで肉盛り部に新しい穴を開けます．なお，アルミテープを貼っているため切りくずが上手く排出されないのでセンターが出た時点でアルミテープを全て剥がして所定の深さまで穴を開けます．

		肉盛りした所に新しいネジの下穴が開いたところです．次は肉盛りした外形を仕上げます． NCフライスなどがあれば綺麗な円筒形に仕上げるのですが汎用機すらないのでどうしようか作業前に一番悩みました．通常はエアーリューターで整形する所なのですが，所詮手仕上げなので仕上がりにも限界があります．そこで今回は別な方法をとる事にしました．

		ホールソーのセンターキリ（φ６ｍｍ）の代わりに φ６ｍｍのＳＵＳ棒を用意します．

		センターキリがＳＵＳ棒になっています．

		ボール盤に先ほどのホールソーをセットし肉盛りしたところのφ６ｍｍの穴をガイドにして切削することでブレることなくを円筒形に加工することができます． φ６ｍｍのドリルのキリにアルミテープを巻いたのはホールソーのセンター穴がφ６ｍｍでセルモーターの取り付け部の穴径がφ７ｍｍだったためです．またアルミテープを巻くことでセルモータの取り付け穴を保護する事も出来るからです．

		φ１８ｍｍのホールソーの内径がφ１４ｍｍなので直径１４ｍｍの円筒ができました．その後リューターで不要な肉盛り部を削り仕上げます．

		溶接盛りで作った台座なのでネジ部の強度を確保する為にヘリサートを入れます．手作業でヘリサートタップを立てると，どうしても斜めに入ってしまいやすいのでボール盤の垂直性を利用してタップを立てます．

		はい，出来上がりましたっ！！