エンジンの土台。クランクケース分解工具は上下割り、左右割りどちらで使う?
俗に「腰上」と呼ばれるシリンダーやシリンダーヘッドに対して、クランクシャフトやミッション、クラッチが取り付けられるクランクケースは「腰下」と呼ばれます。
エンジンの土台であるクランクケースは、部品の構成によって上下分割と左右分割の2種類があり、左右分割タイプの中には分解時に専用工具が必要な場合があります。「クランクケースまで分解することなんてある!?」という方が大半でしょうが、愛車のクランクケースの組み立て方を知るだけでも知識になります。

クルマは別体。バイクは一体、一部別体もある。それは何?

モンキーやスーパーカブに搭載されるホンダ横型エンジンはクランクケースが左右分割式。クランクシャフトの左にミッションがあるのが分かる。

4気筒のカワサキZ1のクランクケースは上下分割式。クランクシャフト中央のジャーナル部分はベアリングキャップで押さえて、他のジャーナルは上下のクランクケースで挟んで保持する。ミッションやキックシャフトの軸受けもクランクケースで保持される。

同じ内燃機関といってもクルマとバイクのエンジンにはさまざまな違いがありますが、構造面ではエンジン本体とトランスミッションの組み合わせ方が挙げられます。

クルマはクランクシャフトやピストンやシリンダーヘッドなどがシリンダーブロックに組み付けられ、ここにクラッチや変速装置を組み込んだミッションケースをボルトで固定します。このため、エンジン本体が同じでマニュアルミッション仕様とオートマチック仕様を製造することができます。

これに対してバイクはクランクシャフトやピストンなどの動力源と、クラッチやミッションなどの変速装置が一体となったエンジンが多数派です。そのためひとつのエンジンで異なるミッション形式を選ぶことはできませんが、ふたつの機能を一体化することでコンパクト化を図ることはできます。

ただ、バイクの中にもクルマのように動力源と変速装置が別体となったエンジンもあります。ユニットエンジン以前のトライアンフやカワサキW1シリーズ、現行モデルでもハーレーダビッドソンやフラットツインのBMWがそうです。

これらはエンジンが発生した動力をクランクケースの外に取り出し、クランクケースとは別体のミッションに取り込み、その中で変速を行いドライブチェーンを伝って後輪を回しています。フラットツインのBMWはクランクシャフトが車体の進行方向と同じ縦置きなので、ぱっと見ではエンジンとミッションの境界は分かりづらいですが、トライアンフやW1やハーレーダビッドソンはクランクケースとミッションケースが独立しており、それらがプライマリーチェーンケースで繋がれているのでそれと分かります。

ちなみに現行モデルのカワサキW800は、エンジンの外観デザインにW1シリーズのイメージを取り入れており、エンジン右側はプライマリーチェーンカバー、左側は別体ミッション風ですが中身は一体式です。これは現在の生産設備と求められる性能、メンテナンス性を考慮すれば当然と言えるでしょう。

 
POINT
  • ポイント1・バイクのエンジンのクランクケースはクランクシャフトとミッションが一緒に収まった一体式が多い
  • ポイント2・旧車や現行車の一部には、エンジンとミッションが別のユニットになっているものもある

単気筒は左右、4気筒は上下、2気筒はどちらもあり

ヤマハRZ250のクランクケースは上下分割式。ケース下側にクランクシャフトやミッションをセットして上側ケースをかぶせる。クランクベアリングはエンジン回転の要となる部分なので、ベアリングキャップに相当する部分のスタッドボルトは太くて強固。

1971年に登場したヤマハAX125は並列2気筒ながらクランクケースは左右分割式で、これは同社が1957年に発売した初めての2気筒モデル、YD-1以来継承されてきたもの。YD-1はドイツのアドラー社製MB250を参考に開発された。

ミッションが一体式か別体式かという違いに関連する部分もありますが、クルマとバイクのエンジンの違いをもうひとつ挙げるとすれば、クランクケースが分割式か否かという点があります。

クルマのエンジンはシリンダーブロックにクランクシャフトをセットしたら、回転軸となるクランクジャーナルをベアリングキャップという部品で押さえます。そしてその下にはオイルパンが取り付けられます。クランクシャフトの回転はシリンダーブロックとは別体のミッションケースに入ります。

一方でバイクのエンジンは、クランクシャフトとミッションは左右または上下に分割するクランクケースに収まっています(ミッション別体エンジンを除く)。左右分割か上下分割かは、シリンダーの数で使い分けられます。

ホンダモンキーやヤマハSR400などの単気筒エンジンは左右分割で、左右どちらかのケースにクランクシャフトをミッションをセットして、反対側のケースをかぶせます。これに対して4気筒エンジンは上下に分割します。4気筒エンジンには軸受けとなるジャーナルが最低でも5個必要で、回転バランスを取るためのクランクウェブもあるため、クランクシャフトの左右からケースを合体することはできません。

これらに対して上下分割と左右分割のどちらのパターンもあるのが並列2気筒エンジンです。ヤマハYZF-R25などの現行ツインモデルは上下分割ですが、ヤマハAT90、AX125など1960年代の旧車の中には左右分割のエンジンもあります。またカワサキW1や旧トライアンフも左右分割です。

ツインにはシリンダーの配置によってVツイン、Lツインもありますが、ドゥカティやハーレーダビッドソンは左右分割でホンダNSR250Rは上下分割です。

 
POINT
  • ポイント1・クランクケースは結合方式によって上下分割式と左右分割式に分類できる
  • ポイント2・2気筒エンジンのクランクケースは上下分割式と左右分割式が混在する

左右割りにはクランクケースセパレーターが必要なこともある

クランクケースセパレーターの一例。足を角度を自由に設定できる3本にすることで、機種によって異なるクランクケースの雌ネジの位置に幅広く対応できる。バイクメーカーの専用工具は機種専用品で足が2本ということも多いのに対して、専用工具ながら汎用性も意識しているのが工具メーカーの製品ならでは。

3点で支えた方が安定するのは確かだが、クランクシャフトを押すセパレーターのボルトが傾かなければ、足をすべて使う必要はない。ホイールベアリングと同様に、圧入されたベアリングは最初は抵抗があるが、一度動き始めればスムーズに押し出せる。

このエンジンの場合、ベアリングはクランクケースに残ってシャフトが押し出された。単気筒用に比べて2気筒用クランクシャフトは全長が長いので、ハンマーによる打撃は厳禁。組み立て時はクランクシャフト端部の雌ネジにボルトを立てて引き込むインストールツールを使用する。

クランクケースが上下分割のエンジンは、上下の合わせ部分を利用してクランクシャフトやミッションの軸を押さえています(NSR250Rのカセットミッションはケース横から差し込んで側面で押さえます)。クランクジャーナルのベアリングはニードルローラーベアリングとプレーンメタルベアリングの2種類があります。

絶版車でいえば、ホンダCB750フォアはプレーンメタルベアリングで、カワサキZ1/Z2はニードルローラーベアリングです。どちらの場合も上下のクランクケースをつないでいるボルトナットを外せば、ケースからクランクシャフトやミッションを取り外すことができます。

これとは事情が異なるのが左右分割のエンジンです。ホンダスーパーカブやモンキー用の横型エンジンのクランクシャフトは手で引き抜くことができますが、シングルやツインを問わず軸受けのボールベアリングがクランクケースに圧入されている機種もあります。

クランクシャフトの端をハンマーで叩けば抜けますが、厳密な精度で組み立てられているクランクシャフトにむやみに衝撃を与えてはいけません。

そこで登場するのが専用工具のクランクケースセパレーターです。この工具は角度が自在に変えられる2本、または3本の足とボルトを組み合わせたもので、クランクケースにある雌ネジに足を立てて、クランクシャフトの端をボルトで押すことでクランクケースから押し出します。仕組み自体は単純ですが、クランクシャフトを叩かずに済むので効果は抜群です。

圧入タイプのクランクケースは、左右どちらかは手で引き抜けるほど緩く、片側だけが圧入組み立ての場合が一般的なようですが、両側とも圧入であってもセパレーターが使えます。この場合、クランク端を押した際にクランクシャフトが押し出されるのではなく、クランクケース自体が浮き上がってきます。

ただし片側のクランクケースが浮き上がる際に、クランクケースを貫通しているミッションシャフトやシフトドラムも抜けるので、それらのシャフトに対してケースの外からサークリップなどの抜け止めがセットされている場合はあらかじめ取り外しておかないと、クランク部分は持ち上がろうとするのにミッション部分が開かずクランクケースにダメージを与えるリスクがあるので注意が必要です。

クランクケースセパレーターはクランクシャフトを押すだけではなく、ケースカバーを引き抜くためにも使える。カバーにボルトを立ててセパレーターのセンターボルトを締めると、クランクシャフト端部を押す反力でカバーが浮いてくる。ケースカバーをクランクケースに固定するボルトが残っているとカバーが割れる危険があるので注意が必要だ。

余談ですが、かつては左右分割のシングルエンジンのクランクシャフトの軸受けはボールベアリングというのが常識でした。しかしホンダCB250RやCRF250の単気筒エンジンは左右分割ながら特殊なプレーンメタルベアリングを使用しています。ベアリングはクランクケースに圧入され、ベアリングとクランクジャーナルはフローティング状態になので、クランクケースセパレーター不要でケースが分割してクランクシャフトを取り外すことができます。

なお、クランクケースセパレーターを使って取り外したクランクシャフトを取り付ける際は、ベアリングをクランクケースに圧入しなくてはなりません。この作業もクランクシャフト端部をハンマーで叩くことはできないので、クランクインストールツールという専用工具を使います。この工具についてはまた別の機会に紹介します。

 
POINT
  • ポイント1・左右分割のクランクケースの中にはベアリング圧入タイプのクランクシャフトがある
  • ポイント2・圧入されたクランクシャフトを抜くにはクランクケースセパレーターを使用する