(57)【要約】【課題】バルブ挟み角のレイアウトの自由度を確保することが可能で、かつ、チェーンに加わる張力を弱めることを容易に実現可能な内燃機関のカムシャフト駆動構造を提供する。【解決手段】内燃機関１のカムシャフト駆動構造は、第１リダクションスプロケット２２と同軸かつ一体的に回転する第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌと吸気カムスプロケット６Ｓと排気カムスプロケット７Ｓとに巻き掛けられた第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌを備え、第１リダクションスプロケット２２は、クランクスプロケット１０Ｓの歯数の２倍の歯数を有し、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌは、吸気カムスプロケット６Ｓおよび排気カムスプロケット７Ｓの各歯数とそれぞれ同数の歯数を有し、かつ、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせるべく真円から異形化させた形状とされている。【選択図】図１
2016183664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと、
吸気バルブを開閉させるための吸気カムシャフトと、
排気バルブを開閉させるための排気カムシャフトと、
前記クランクシャフト、前記吸気カムシャフトおよび前記排気カムシャフトにそれぞれ取り付けられたスプロケットと、
を備え、
前記クランクシャフトの回転トルクを前記吸気カムシャフトと前記排気カムシャフトに伝達して回転させる内燃機関のカムシャフト駆動構造において、
さらに、前記クランクシャフトのスプロケットからは離間した位置で、前記クランクシャフトの軸に平行な軸を中心に回転可能とされた第１リダクションスプロケットと、
前記クランクシャフトのスプロケットと前記第１リダクションスプロケットとに巻き掛けられた第１チェーンと、
前記第１リダクションスプロケットと同軸かつ一体的に回転する第２リダクションスプロケットと、
前記第２リダクションスプロケットと前記吸気カムシャフトのスプロケットと前記排気カムシャフトのスプロケットとに巻き掛けられた第２チェーンと、
を備え、
前記第１リダクションスプロケットは、前記クランクシャフトのスプロケットの歯数の２倍の歯数を有し、
前記第２リダクションスプロケットは、前記吸気カムシャフトのスプロケットおよび前記排気カムシャフトのスプロケットの各歯数とそれぞれ同数の歯数を有し、かつ、前記第２チェーンに生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせるべく真円から異形化させた形状とされていることを特徴とする内燃機関のカムシャフト駆動構造。
【請求項２】
前記第２リダクションスプロケットは、前記内燃機関の回転数を最大にした場合に前記第２チェーンに加わる張力を次数分析した結果得られる最大の次数成分の次数の２倍の数だけ外側に凸の部分が形成されて異形化された形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のカムシャフト駆動構造。
【請求項３】
前記第１リダクションスプロケットは、楕円状とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関のカムシャフト駆動構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のカムシャフト駆動構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８（Ａ）に、ダブルオーバヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）水平対向型のエンジンの構成例を示す。なお、図８（Ａ）、（Ｂ）は、エンジン１００を前側から見た図である。エンジン１００のシリンダブロック２の左右のバンクには、シリンダヘッド３がそれぞれ設けられており、各シリンダヘッド３に、各気筒に連通する吸気ポート３ａと排気ポート３ｂとが形成されている。そして、各気筒の吸気ポート３ａの近傍にインジェクタ４が配設され、シリンダヘッド３の気筒ごとに点火プラグ５が配設されている。
【０００３】
そして、左右バンクの各シリンダヘッド３内に、それぞれ吸気カムシャフト６と排気カムシャフト７とがそれぞれ配設されており、吸気カムシャフト６と排気カムシャフト７が軸周りに回転することで吸気バルブ８と排気バルブ９をそれぞれ開閉させる。また、シリンダブロック２の中央部分には、クランクシャフト１０が配設されている。そして、吸気カムシャフト６、排気カムシャフト７、クランクシャフト１０には、吸気カムスプロケット１０１、排気カムスプロケット１０２、クランクスプロケット１０Ｓがそれぞれ取り付けられている。
【０００４】
また、図８（Ｂ）に示すように、エンジン１００の右側（図では左側）の吸気カムスプロケット１０１および排気カムスプロケット１０２と、クランクスプロケット１０Ｓとに、右側チェーン１０３Ｒが巻き掛けられており、エンジン１００の左側（図では右側）の吸気カムスプロケット１０１および排気カムスプロケット１０２と、クランクスプロケット１０Ｓとに、左側チェーン１０３Ｌが巻き掛けられている。
【０００５】
従来のエンジン１００のカムシャフト駆動構造はこのように構成されていた。なお、図示を省略するが、クランクスプロケット１０Ｓとして、クランクシャフト１０に対してスプロケットが前後に２枚取り付けられており、各スプロケットにそれぞれ右側チェーン１０３Ｒと左側チェーン１０３Ｌが巻き掛けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
そして、各チェーン１０３Ｒ、１０３Ｌにより、クランクシャフト１０の回転トルクが各スプロケットを介して左右の吸気カムシャフト６と排気カムシャフト７にそれぞれ伝達されて吸気カムシャフト６と排気カムシャフト７が回転する。そして、４ストロークエンジンの場合には、吸気カムスプロケット１０１と排気カムスプロケット１０２の歯数がクランクスプロケット１０Ｓの歯数の２倍とされており、吸気カムシャフト６と排気カムシャフト７はクランクシャフト１０の１／２の回転数で回転するように構成される。
【０００７】
すなわち、クランクシャフト１０が２回転すると吸気カムシャフト６と排気カムシャフト７が１回転するように構成される。そして、従来のエンジン１００すなわち内燃機関のカムシャフト駆動構造は、上記のようにして構成されていた。なお、内燃機関のカムシャフト駆動構造には、チェーン１０３Ｒ、１０３Ｌに一定の張力を付与するテンショナ１１（後述する図９参照）等も設けられるが、図８（Ｂ）や後述する図１（Ａ）等ではそれらの記載を省略する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１９３６８０号公報
【特許文献２】特許第４５８４５８２号公報
【特許文献３】特許第４９９４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記の従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造では、吸気カムスプロケット１０１と排気カムスプロケット１０２の歯数をクランクスプロケット１０Ｓの歯数の２倍にしなければならないため、吸気カムスプロケット１０１と排気カムスプロケット１０２の径が比較的大きくなる。そのため、例えば図９に示すように、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７付近の実際の構造は、吸気カムスプロケット１０１と排気カムスプロケット１０２とが近接したかなり窮屈な構成になる場合が少なくない。
【００１０】
そのため、吸気カムスプロケット１０１と排気カムスプロケット１０２を互いに遠ざけたり接近させたりする方向（図８（Ｂ）では上下方向）に移動させて配置する余地はさほど大きくなく、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７を互いに遠ざけたり接近させたりする方向に移動させて配置させることが容易でないため、吸気バルブ８と排気バルブ９とのなす角すなわちバルブ挟み角θ（図８（Ａ）参照）についてレイアウトの自由度があまりない状態になっていた。
【００１１】
一方、クランクシャフト１０は等速回転するわけではなく、シリンダ内での燃焼が間欠的に生じるため回転トルクに周期的な変動が生じる。また、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７では吸気バルブ８や排気バルブ９の開閉時にその開閉動作に起因する回転トルクが発生する。そのため、それらを結ぶチェーン１０３Ｒ、１０３Ｌには周期的に強い張力が加わり、そのためにチェーン１０３Ｒ、１０３Ｌが伸びてしまい吸気バルブ８や排気バルブ９の開閉のタイミングがずれてしまう等の問題が生じる。
【００１２】
そのため、特許文献２、３では、クランクスプロケット１０Ｓや、吸気カムスプロケット１０１、排気カムスプロケット１０２を真円状ではなく、楕円状や、三角形や正方形等の多角形状に形成して異形化し、上記のようにしてチェーン１０３Ｒ、１０３Ｌに生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせて、チェーン１０３Ｒ、１０３Ｌに生じる張力をできるだけ弱める技術が開示されている。
【００１３】
しかし、この場合、クランクシャフト１０や吸気カムシャフト６、排気カムシャフト７に異形化されたスプロケットを取り付けなければならなくなる上、クランク角等に対する異形化されたスプロケットの取り付け角度を調整したり、クランクシャフト側の異形化されたスプロケットとカムシャフト側の異形化されたスプロケットの取り付け角度を互いに調整して取り付けなければならない等の問題があり、クランクシャフトやカムシャフトへの異形化されたスプロケットの取り付け作業は必ずしも容易ではなかった。
【００１４】
そして、本発明者がこれらの問題について研究を重ねた結果、従来の内燃機関のカムシャフト駆動構造における上記の少なくとも２つの問題、すなわちバルブ挟み角θのレイアウトの自由度がない状態になっているという問題と、クランクシャフトやカムシャフトへの異形化されたスプロケットの取り付け作業が容易でないという問題とを、比較的簡単な構成で一気に解決することができることが分かった。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、バルブ挟み角のレイアウトの自由度を確保することが可能で、かつ、チェーンに加わる張力を弱めることを容易に実現可能な内燃機関のカムシャフト駆動構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
クランクシャフトと、
吸気バルブを開閉させるための吸気カムシャフトと、
排気バルブを開閉させるための排気カムシャフトと、
前記クランクシャフト、前記吸気カムシャフトおよび前記排気カムシャフトにそれぞれ取り付けられたスプロケットと、
を備え、
前記クランクシャフトの回転トルクを前記吸気カムシャフトと前記排気カムシャフトに伝達して回転させる内燃機関のカムシャフト駆動構造において、
さらに、前記クランクシャフトのスプロケットからは離間した位置で、前記クランクシャフトの軸に平行な軸を中心に回転可能とされた第１リダクションスプロケットと、
前記クランクシャフトのスプロケットと前記第１リダクションスプロケットとに巻き掛けられた第１チェーンと、
前記第１リダクションスプロケットと同軸かつ一体的に回転する第２リダクションスプロケットと、
前記第２リダクションスプロケットと前記吸気カムシャフトのスプロケットと前記排気カムシャフトのスプロケットとに巻き掛けられた第２チェーンと、
を備え、
前記第１リダクションスプロケットは、前記クランクシャフトのスプロケットの歯数の２倍の歯数を有し、
前記第２リダクションスプロケットは、前記吸気カムシャフトのスプロケットおよび前記排気カムシャフトのスプロケットの各歯数とそれぞれ同数の歯数を有し、かつ、前記第２チェーンに生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせるべく真円から異形化させた形状とされていることを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のカムシャフト駆動構造において、前記第２リダクションスプロケットは、前記内燃機関の回転数を最大にした場合に前記第２チェーンに加わる張力を次数分析した結果得られる最大の次数成分の次数の２倍の数だけ外側に凸の部分が形成されて異形化された形状とされていることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の内燃機関のカムシャフト駆動構造において、前記第１リダクションスプロケットは、楕円状とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、バルブ挟み角のレイアウトの自由度を確保することが可能となり、しかも、チェーンに加わる張力を弱めることをより容易に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）本実施形態に係る内燃機関のカムシャフト駆動構造の構成を表す図であり、（Ｂ）リダクションスプロケット部を上側から見た拡大図である。
【図２】第２リダクションスプロケットの形状を（Ａ）楕円状、（Ｂ）多角形状、（Ｃ）多角形状の部分と真円状或いは楕円状の部分とをあわせ持つ形状とした場合の例を示す図である。
【図３】第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの軸２１に対する取付角を互いに異ならせるように構成した場合の例を示すイメージ図である。
【図４】吸気カムスプロケットや排気カムスプロケットを比較的自由に配置することが可能となりバルブ挟み角のレイアウトを自由に決めることが可能となることを説明する図である。
【図５】吸気カムシャフトが回転して吸気バルブを（Ａ）開動作させる際および（Ｂ）閉動作させる際に吸気カムシャフトに発生する回転トルクＴを説明する図である。
【図６】吸気バルブや排気バルブの開閉動作に起因して第２チェーンに加わる回転トルクのカムシャフトの回転角に対する変動の例を表すグラフである。
【図７】図６に示した回転トルクとは逆位相の回転トルクを生じさせて第２チェーンに加わる張力を弱めることを説明するグラフである。
【図８】（Ａ）ＤＯＨＣ水平対向型のエンジンの構成例を示す図であり、（Ｂ）従来の内燃機関のカムシャフト駆動構造を表す図である。
【図９】従来の内燃機関のカムシャフト駆動構造では吸気カムスプロケットと排気カムスプロケットとが近接した構成になることを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る内燃機関のカムシャフト駆動構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
なお、以下では、スプロケットとチェーンとを用いる場合について説明するが、その代わりに、プーリとタイミングベルトとを用いるように構成することも可能であり、そのように構成されている場合も本発明の適用範囲に含まれる。また、内燃機関１の内部の構成は、図８（Ａ）に示した従来の内燃機関１００と同様であり、以下では説明を省略する。また、以下、従来の内燃機関１００と同じ部材については同じ符号を付して説明する。
【００２３】
図１（Ａ）は、本実施形態に係る内燃機関のカムシャフト駆動構造の構成を表す図であり、図１（Ｂ）はリダクションスプロケット部を上側から見た拡大図である。本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造は、吸気カムシャフト６と、排気カムシャフト７と、クランクシャフト１０とを備えており、吸気カムシャフト６、排気カムシャフト７、クランクシャフト１０にはそれぞれ、吸気スプロケット６Ｓ、排気スプロケット７Ｓ、クランクスプロケット１０Ｓが取り付けられている。そして、本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造には、さらに、リダクションスプロケット部２０が設けられている。
【００２４】
リダクションスプロケット部２０には、クランクスプロケット１０Ｓからは離間した位置で、クランクシャフト１０の軸に平行な軸２１を中心に回転可能とされた第１リダクションスプロケット２２と、クランクスプロケット１０Ｓと第１リダクションスプロケット２２とに巻き掛けられた第１チェーン２３とが設けられている。
【００２５】
また、リダクションスプロケット部２０には、第１リダクションスプロケット２２と同軸で、しかも一体的に回転する第２リダクションスプロケット２４と、第２リダクションスプロケット２４と吸気カムスプロケット６Ｓと排気カムスプロケット７Ｓとに巻き掛けられた第２チェーン２５とが設けられている。
【００２６】
なお、本実施形態では、内燃機関１の左右にそれぞれ吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓが設けられているため、２つの第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌが、第１リダクションスプロケット２２と同軸で前後にかつ一体的に回転可能に設けられている。そして、第２リダクションスプロケット２４Ｒと右側（図では左側）の吸気カムスプロケット６Ｓと排気カムスプロケット７Ｓとに第２チェーン２５Ｒが巻き掛けられており、第２リダクションスプロケット２４Ｌと左側（図では右側）の吸気カムスプロケット６Ｓと排気カムスプロケット７Ｓとに、第２チェーン２５Ｒとは別体の第２チェーン２５Ｌが巻き掛けられている。
【００２７】
また、クランクスプロケット１０Ｓ、吸気カムスプロケット６Ｓおよび排気カムスプロケット７Ｓは、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造における吸気カムスプロケット１０１および排気カムスプロケット１０２（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）と同様に、いずれも真円状に形成されている。
【００２８】
そして、第１リダクションスプロケット２２は、クランクスプロケット１０Ｓの歯数の２倍の歯数を有するように構成されている。また、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌはそれぞれ、吸気カムスプロケット６Ｓおよび排気カムスプロケット７Ｓの各歯数とそれぞれ同数の歯数を有するように構成されている。しかし、第１リダクションスプロケット２２と第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの歯数は同数である必要はない。
【００２９】
また、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌは、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌにそれぞれ生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせるべく真円から異形化させた形状とされている。具体的には、図２（Ａ）に示す楕円状や、図２（Ｂ）に示す三角形等の多角形状に形成することも可能であり、また、図２（Ｃ）に示すように、多角形状の部分（図２（Ｃ）では上側）と真円状或いは楕円状の部分（図２（Ｃ）では下側）とをあわせ持つ形状等とすることも可能である。
【００３０】
なお、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを異形化させることにより、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌにそれぞれ生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせることについては後で説明する。また、スプロケットを「多角形状」に形成すると言う場合、スプロケットを必ずしも角と直線からなる形状に形成することを意味するものではなく、図２（Ｂ）等に示すように、例えば角に相当する部分が小さい曲率半径で、辺に相当する部分が大きな曲率半径で形成された形状が含まれる。
【００３１】
また、図１（Ａ）、（Ｂ）では図を見易くするために、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの外側に凸の部分が軸２１周りに位置にくるように同じ取付角で軸２１に取り付けられている場合を示したが、例えば図３にイメージ的に示すように、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの軸２１に対する取付角を互いに異ならせるように構成することも可能であり、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌにそれぞれ生じる張力変動に対してそれぞれ逆位相の張力変動を的確に生じさせるようにするために、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの軸２１に対する取付角はそれぞれ適宜調整される。
【００３２】
［作用］
次に、本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造の作用について説明する。
【００３３】
［バルブ挟み角θのレイアウトの自由度について］
まず、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造では、図８（Ｂ）に示したように、吸気カムスプロケット１０１や排気カムスプロケット１０２の歯数をクランクスプロケット１０Ｓの歯数の２倍にすることで、クランクシャフト１０が２回転すると吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７が１回転するように構成されていた。そして、このように吸気カムスプロケット１０１や排気カムスプロケット１０２の歯数が多くなるため、吸気カムスプロケット１０１や排気カムスプロケット１０２の径が比較的大きくならざるを得なかった。
【００３４】
それに対し、本実施形態では、第１リダクションスプロケット２２の歯数をクランクスプロケット１０Ｓの歯数の２倍にし、第１リダクションスプロケット２２と一体的に回転する第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの歯数を、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの歯数と同数とする。そして、このようにして、クランクシャフト１０が２回転すると吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７が１回転する構成が実現される。
【００３５】
すなわち、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造において吸気カムスプロケット１０１や排気カムスプロケット１０２自身が担っていた、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７の回転数をクランクシャフト１０の回転数の半分にする役割を、本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造においては、第１リダクションスプロケット２２の歯数がクランクスプロケット１０Ｓの歯数の２倍とされることで、第１リダクションスプロケット２２が担うようになっている。そのため、第１リダクションスプロケット２２の歯数や径は、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造における吸気カムスプロケット１０１や排気カムスプロケット１０２の歯数や径と同じになる。
【００３６】
また、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌは第１リダクションスプロケット２２と一体的に回転するため、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの歯数と左右の吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの歯数とを同じに構成すれば、結局、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの回転数がクランクシャフト１０の回転数の半分になる。
【００３７】
しかし、その際、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌは第１リダクションスプロケット２２と同軸かつ一体的に回転するため、第１リダクションスプロケット２２の歯数と第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの歯数（すなわち吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの歯数）とを同じにしなくても、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの回転数がクランクシャフト１０の回転数の半分になる。
【００３８】
そのため、例えば、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの歯数を第１リダクションスプロケット２２の歯数よりも少なくして径を小さくすることも可能であり、その分だけ、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌの歯数と同数の歯数を有する吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの径も小さくすることが可能となる。
【００３９】
従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造では、図８（Ａ）、（Ｂ）や図９に示したように、吸気カムスプロケット１０１や排気カムスプロケット１０２の径が比較的大きくなり、吸気カムスプロケット１０１と排気カムスプロケット１０２とが近接したかなり窮屈な構成になっており、吸気カムスプロケット１０１や排気カムスプロケット１０２の配置を替えることが困難であったため、バルブ挟み角θ（図８（Ａ）参照）のレイアウトを自由に決めることが困難であった。
【００４０】
しかし、本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造では、上記のように、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの径を小さくすることができるため（図１（Ａ）参照）、吸気カムスプロケット６Ｓの周りや排気カムスプロケット７Ｓの周りに比較的大きなスペースができる。
【００４１】
そのため、図４に示すように、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓを比較的自由に配置することが可能となり、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの配置を自由に替え、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７の配置を替えて、バルブ挟み角θのレイアウトを自由に決めることが可能となる。
【００４２】
本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造では、このようにして、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）のようにクランクスプロケット１０Ｓと吸気カムスプロケット１０１や排気カムスプロケット１０２とを直接チェーン１０３Ｒ、１０３Ｌで結ぶのではなく、クランクスプロケット１０Ｓと吸気カムスプロケット６Ｓの周りや排気カムスプロケット７Ｓとの間に第１リダクションスプロケット２２と第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを介在させ、それらを介して結ぶように構成することで、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの径を小さくすることが可能となり、バルブ挟み角θのレイアウトの自由度を確保することが可能となる。
【００４３】
［チェーンの張力変動について−その１］
一方、前述したように、シリンダ内での燃焼が間欠的に生じるため、クランクシャフト１０に加わる回転トルクに周期的な変動が生じる。そのため、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造では、クランクスプロケット１０Ｓからチェーン１０３Ｒ、１０３Ｌに、周期的に強い張力が加わっていた。
【００４４】
それに対し、本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造では、上記のように、クランクスプロケット１０Ｓと吸気カムスプロケット６Ｓの周りや排気カムスプロケット７Ｓとの間に第１リダクションスプロケット２２と第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを介在させたことで、クランクシャフト１０の回転トルクの周期的な変動が第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに直接的には加わらなくなり、間接的に加わる状態になる。
【００４５】
そのため、本実施形態では、クランクシャフト１０の回転トルクの周期的な変動に起因して第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌ（図１（Ａ）、（Ｂ）参照）に生じる張力を、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造のようにクランクスプロケット１０Ｓからチェーン１０３Ｒ、１０３Ｌに張力が直接加わる場合に比べて弱めることが可能となる。
【００４６】
［チェーンの張力変動について−その２］
また、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７では吸気バルブ８や排気バルブ９（図８（Ａ）参照）の開閉時にその開閉動作に起因する回転トルクが発生する。以下、この回転トルクについて説明する。
【００４７】
図１（Ａ）に示したように、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７は基本的に時計回りに回転する。なお、ドライバ側から見た場合には反時計回りに回転することになるが、以下では、図１（Ａ）のように見た場合で説明する。そして、図５（Ａ）に示すように、例えば吸気カムシャフト６が回転してカム６Ｃが吸気バルブ８を押して開動作させる際、スプリング８Ｓの弾発力により吸気カムシャフト６に反時計回りに回転トルクＴが発生する。
【００４８】
また、図５（Ｂ）に示すように、例えば吸気カムシャフト６がさらに回転して吸気バルブ８が閉動作する際には、スプリング８Ｓの弾発力により今度は逆に吸気カムシャフト６に時計回りに回転トルクＴが発生する。このようにして、吸気カムシャフト６では、吸気バルブ８の開閉時に、その開閉動作に起因して、反時計回りの回転トルクＴが発生し、その後で時計回りの回転トルクＴが発生する。
【００４９】
また、図示を省略するが、排気カムシャフト７でも同様に排気バルブ９（図８（Ａ）参照）の開閉時にその開閉動作に起因して反時計回りの回転トルクＴが発生した後に時計回りの回転トルクＴが生じるが、吸気バルブ８と排気バルブ９では開閉動作のタイミングがずれる。また、内燃機関１が４気筒や６気筒等の多気筒である場合には、通常、さらに気筒ごとに吸気バルブ８同士の開閉動作のタイミング（すなわち排気バルブ９同士の開閉動作のタイミング）がずらされる。
【００５０】
そのため、例えば内燃機関１が４気筒の場合に、吸気バルブ８や排気バルブ９の開閉動作に起因して吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７を介して第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わる回転トルクＴのみを見た場合（すなわち第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌ等から加わる回転トルク等を無視した場合）、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌには、図６に示すように変動する回転トルクＴが加わる。なお、図６において横軸はカムシャフトの回転角ωであり、縦軸は反時計回りの回転トルクＴが加わった場合が正とされている。
【００５１】
この例では、内燃機関１の右側と左側（図１（Ａ）では左側と右側）にそれぞれ設けられた２つの気筒において一方の気筒の排気カムシャフト７による排気バルブ９の開閉動作と他方の気筒の吸気カムシャフト６による吸気バルブ８の開閉動作とが同じタイミングで行われるように構成されている。そのため、それらが同時に行われるタイミングで現れる、図６の左から２番目の回転トルクＴのピークが他のピークよりも大きくなっている。
【００５２】
また、図示を省略するが、吸気カムシャフト６等に、上記の吸気バルブ８の開閉用のカム６Ｃ（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）のほかに３山のカムを設けて燃料ポンプをカム駆動するような場合には、図６に示した第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わるカムシャフト起因の回転トルクＴがさらに増幅される場合もある。なお、図６に示したように、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７が１回転する間、すなわちクランクシャフト１０が２回転する間に、回転トルクＴのピークが３回発生する張力変動を、（３÷２＝）１．５次の張力変動という。例えば、クランクシャフト１０が２回転する間に、回転トルクＴのピークが４回発生する張力変動は、２次の張力変動ということになる。
【００５３】
［第２リダクションスプロケットの異形化について］
ところで、よく知られているように、チェーンの張力に対する限界値（すなわちチェーンに張力が加わっても破壊されない張力の最大値）は、エンジン回転数Ｎが上昇するに従って減少していく。すなわち、例えばエンジン回転数Ｎが最大になった時点でチェーンは最も破壊され易くなる。
【００５４】
一方、チェーンに加わる張力を次数分析すると、エンジン回転数Ｎが変動すると、最大となる次数成分が変わる。すなわち、例えば、エンジン回転数Ｎが比較的低いうちは３次の張力変動の成分が最大であったが、エンジン回転数Ｎが上昇すると最大の次数成分が２次の張力変動の成分に変わり、エンジン回転数Ｎがさらに上昇してエンジン回転数Ｎの最大値近くになると最大の次数成分が１．５次の張力変動の成分に変わっていくような場合がある。
【００５５】
そして、上記のような場合には、チェーンの張力に対する限界値が最も低くなる、エンジン回転数Ｎが最大の時点で、チェーンに加わる張力の変動成分のうち１．５次の次数成分が最大になる。
【００５６】
そして、上記の例の場合には、スプロケットを異形化してチェーンに１．５次の張力変動を生じさせ、しかも、例えば図７に破線で示すようにチェーンに生じる１．５次の張力変動とは逆位相の１．５次の張力変動を生じさせることで、例えば吸気バルブ８や排気バルブ９の開閉動作に起因して吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７を介してチェーンに加わる回転トルクＴの振幅を図７に太い実線で示すように小さくすることができ、チェーンに加わる張力を弱めることができる。
【００５７】
本実施形態では、上記のチェーンは第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌ（図１（Ａ）参照）であり、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを異形化して（図２（Ａ）〜（Ｃ）参照）、吸気バルブ８や排気バルブ９の開閉動作等に起因して第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせて、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わる張力を弱めるようになっている。
【００５８】
その際、上記の例では、エンジン回転数Ｎを最大にした場合に第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わる張力を次数分析した結果得られる最大の次数成分の次数が１．５次（すなわちクランクシャフト１０が２回転する間（吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７が１回転する間）に回転トルクＴのピークが３回発生する。）であるため、図１（Ａ）や図３では、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌは、その次数の２倍の数である３箇所だけ外側に凸の部分が形成された三角形状に異形化された形状とされている場合を示した。
【００５９】
しかし、例えば、エンジン回転数Ｎを最大にした場合に第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わる張力を次数分析した結果得られる最大の次数成分の次数が例えば１次や２次、３次等であれば、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌは、その次数の２倍の数である２箇所や４箇所、６箇所等だけ外側に凸の部分が形成された楕円状や四角形状、六角形状等に異形化された形状に形成される。
【００６０】
また、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを、楕円状や三角形状、四角形状（正方形状）、六角形状等に形成する代わりに、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７が１回転する間（すなわちクランクシャフト１０が２回転する間）に図６に示したように現れる回転トルクＴのピークの位置に、逆位相のピークが来るように、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌにおける外側に凸の部分の位置を決めるように構成することも可能である。
【００６１】
そして、上記のように第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを異形化して第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせることで、例えば上記のように吸気バルブ８や排気バルブ９の開閉動作に起因して吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７を介して第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わる回転トルクＴの振幅を小さくすることが可能となり、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わる張力を弱めることが可能となる。
【００６２】
そして、前述した特許文献２、３では、クランクスプロケット１０Ｓや吸気カムスプロケット１０１、排気カムスプロケット１０２自体を異形化することが記載されており、この場合は、クランク角等に対する異形化されたスプロケットの取り付け角度を調整したり、クランクシャフト側の異形化されたスプロケットとカムシャフト側の異形化されたスプロケットの取り付け角度を互いに調整して取り付けなければならない等の問題があり、クランクシャフトやカムシャフトへの異形化されたスプロケットの取り付け作業は必ずしも容易ではなかった。
【００６３】
しかし、本実施形態のように、クランクスプロケット１０Ｓと、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓとの間に第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを介在させ、第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを異形化させることで、クランクスプロケット１０Ｓや吸気カムスプロケット１０１、排気カムスプロケット１０２自体を異形化させる必要がなくなり、異形化された第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを取り付けるだけでよいため、上記のように第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わる張力を弱めることをより容易に実現することが可能となる。
【００６４】
［効果］
以上のように、本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造によれば、クランクスプロケット１０Ｓと、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓとの間に、第１リダクションスプロケット２２と第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを介在させたため、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの歯数を従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造のようにクランクスプロケット１０Ｓの歯数の２倍にする必要がなくなる。
【００６５】
そのため、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの径を小さくすることが可能となるため、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓを比較的自由に配置することが可能となり、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓの配置を自由に替え、吸気カムシャフト６や排気カムシャフト７の配置を替えて、バルブ挟み角θのレイアウトを自由に決めることが可能となる（図４参照）。
【００６６】
また、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造（前述した特許文献２、３参照）のように、クランクスプロケット１０Ｓや吸気カムスプロケット１０１、排気カムスプロケット１０２自体を異形化してチェーンに加わる張力を弱める場合には、クランクシャフト１０やカムシャフト６、７への異形化されたスプロケットの取り付け作業は必ずしも容易ではなかった。
【００６７】
しかし、本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造では、クランクスプロケット１０Ｓと、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓとの間に異形化された第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを介在させることで、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌに加わる張力を弱めることをより容易に実現することが可能となる。そして、第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌが伸びてしまい吸気バルブ８や排気バルブ９の開閉のタイミングがずれてしまう等の問題が生じることを的確に防止することが可能となる。
【００６８】
そして、本実施形態に係る内燃機関１のカムシャフト駆動構造によれば、従来の内燃機関１００のカムシャフト駆動構造が有していた上記の問題を、クランクスプロケット１０Ｓと、吸気カムスプロケット６Ｓや排気カムスプロケット７Ｓとの間に異形化された第２リダクションスプロケット２４Ｒ、２４Ｌを介在させるだけの比較的簡単な構成で一気に解決することが可能となる。
【００６９】
なお、本実施形態では、内燃機関１が水平対向型である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ＤＯＨＣ型であればそのような内燃機関のカムシャフト駆動構造にも適用することができる。また、第２リダクションスプロケットや第２チェーンは１個或いは１本だけ設けられていてもよい。
【００７０】
また、例えば内燃機関１が４気筒エンジンである場合、クランクシャフト１０が２回転する間に４回、すなわち１回転する間に２回、各シリンダ内での燃焼によりクランクシャフト１０に加わる回転トルクが変動する。そこで、この場合は、第１リダクションスプロケット２２を楕円状（図２（Ａ）参照）とすることが可能である。
【００７１】
そして、このように構成すれば、上記の第２チェーン２５Ｒ、２５Ｌの場合と同様に、第１リダクションスプロケット２２を楕円状とすることで第１チェーン２３に生じる張力変動とは逆位相の張力変動を生じさせることが可能となり、第１チェーン２３に加わる張力を弱めることが可能となり、第１チェーン２３が伸びてしまい吸気バルブ８や排気バルブ９の開閉のタイミングがずれてしまう等の問題が生じることを的確に防止することが可能となる。
【００７２】
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７３】
１  内燃機関
６  吸気カムシャフト
６Ｓ  吸気カムスプロケット（吸気カムシャフトのスプロケット）
７  排気カムシャフト
７Ｓ  排気カムスプロケット（排気カムシャフトのスプロケット）
８  吸気バルブ
９  排気バルブ
１０  クランクシャフト
１０Ｓ  クランクスプロケット（クランクシャフトのスプロケット）
２１  軸
２２  第１リダクションスプロケット
２３  第１チェーン
２４Ｒ、２４Ｌ  第２リダクションスプロケット
２５Ｒ、２５Ｌ  第２チェーン
Ｎ  エンジン回転数（内燃機関の回転数）
Ｔ  回転トルク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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