JP2019001390A - 車両前部のフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】前方からの衝突荷重によるフレームの変形を省スペースで効率良く抑えることのできる車両前部のフレーム構造を提供する。【解決手段】フレーム構造は、一対のサイドメンバ１１，１２と、それらサイドメンバ１１，１２の前端に固定されるフロントクロスメンバ１６と、サイドメンバ１１，１２の下方側に配置されて支持部分２１Ｒ，２２Ｒがサイドメンバ１１，１２に固定される一対のサブメンバ２１，２２と、それらサブメンバ２１，２２の前端に固定されるフロントクロスメンバ２３とを有する。また、車幅方向の両側方においてサイドメンバ１１，１２とサブメンバ２１，２２とを一体に連結する一対の連結部３１，３２を有する。一対のサイドメンバ１１，１２の前端が同サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃよりも車幅方向内側に配置されており、一対のサブメンバ２１，２２の前端が支持部分２１Ｒ，２２Ｒよりも車幅方向外側に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部のフレーム構造に関するものである。

車両の前部には、フレームを構成する部材として、車両の前後方向に延びるとともに車幅方向に間隔を置いて並ぶ一対のサイドメンバや、それらサイドメンバの前端同士を繋ぐクロスメンバが配置されている。

特許文献１には、サイドメンバに沿って前後方向に延びるとともに車幅方向に間隔を置いて並ぶ一対のサブメンバと、それらサブメンバ同士を繋ぐクロスメンバとからなるサブフレームが同サイドメンバの下方に一体に設けられたフレーム構造が開示されている。こうしたフレーム構造を採用することにより、車両の衝突に際して前方からフレームに衝突荷重が作用する場合に、同荷重によるフレームの変形が抑えられる。

特開２００２−５３０７６号公報

ここで、車両の衝突安全性能に対する要求は高くなり続けており、その要求を満たすための改善がフレーム構造には常に求められている。特に、小型車などのキャビン前方のスペースが狭い車両では、前方衝突による変形抑制のために利用可能な前後方向の長さが短いため、上記要求を満足することは容易ではない。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、前方からの衝突荷重によるフレームの変形を省スペースで効率良く抑えることのできる車両前部のフレーム構造を提供することにある。

上記課題を解決するための車両前部のフレーム構造は、車幅方向に間隔を置いた位置で前後方向に延びる一対のサイドメンバと、前記一対のサイドメンバの前部に固定されて前記サイドメンバ同士を連結する第１クロスメンバと、前記一対のサイドメンバと上下方向に並ぶように同サイドメンバに沿って延びる形状で、後方側の支持部分が前記サイドメンバと一体に支持される一対のサブメンバと、前記一対のサブメンバの前部に固定されて前記サブメンバ同士を連結する第２クロスメンバと、車幅方向の両側方において上下方向に並ぶ前記サイドメンバおよび前記サブメンバを、それぞれ前記サブメンバの前記支持部分よりも前方側で一体に連結する一対の縦連結部材と、を有する車両前部のフレーム構造であって、前記一対のサイドメンバの前端が同サイドメンバの前後方向における中央部分よりも車幅方向内側に配置されており、前記一対のサブメンバの前端が前記支持部分よりも車幅方向外側に配置されている。

上記構成によれば、サイドメンバの前方部分では、車両前方からの衝突荷重が作用する荷重点（サイドメンバの前端）が、前方部分を支持する支持点（サイドメンバの前後方向の中央部分）よりも車幅方向内側になる。そのため、車両の前方衝突に際して、一対のサイドメンバには前端が車幅方向内側に向けて閉じるように変形させる力が作用するようになり、それら前端を連結する第１クロスメンバには圧縮応力が作用するようになる。

これに対して、サブメンバでは、車両前方からの衝突荷重が作用する荷重点（サブメンバの前端）が、同サブメンバを支持する支持点（後方側の支持部分）よりも車幅方向外側になる。そのため、車両の前方衝突に際して、一対のサブメンバには前端が車幅方向外側に向けて開くように変形させる力が作用するようになり、それら前端を連結する第２クロスメンバには引っ張り応力が作用するようになる。

このように上記構成によれば、前方からの衝撃荷重の一部を、共に車幅方向に作用する２つの力であって、且つ互いに逆方向に作用する力に変換することができる。
そして、上記構成では、上下方向に並ぶサイドメンバとサブメンバとを一体に連結する縦連結部材が設けられているため、車両前方から見た場合に、第１クロスメンバ、第２クロスメンバ、および一対の縦連結部材が環状（例えば略四角形状）に並ぶようになる。そのため、第２クロスメンバに作用する引っ張り応力を利用して同第２クロスメンバを一対の縦連結部材の間で突っ張った状態にすることができ、それら縦連結部材によって支持されている一対のサイドメンバの先端が閉じる方向への変形を抑えることができる。また、第１クロスメンバに作用する圧縮応力を利用して一対の縦連結部材を互いに近づける方向の力が作用する状態にすることができるため、それら縦連結部材によって支持されている一対のサブメンバの先端が開く方向への変形を抑えることもできる。

このように上記構成によれば、前方からの衝撃荷重の一部を車幅方向に作用する力に変換するとともに、その力によるフレームの変形を、サイドメンバおよびサブメンバを一体に連結する縦連結部材によって支持して抑えることができる。したがって、単にサイドメンバとサブメンバとを配設した場合と比較して、前方からの衝突荷重によるフレームの変形を省スペースで効率よく抑えることができる。

上記フレーム構造において、車幅方向に延びて前記一対のサイドメンバを連結する態様で同サイドメンバに固定されるとともに前記一対のサブメンバの前記支持部分が固定される横連結部材を有し、前記サイドメンバおよび前記サブメンバは、前記サイドメンバの前端および前記サブメンバの前端の一方が前記横連結部材よりも上方側に配置されるとともに他方が前記横連結部材よりも下方側に配置される態様で延びていることが好ましい。

上記構成では、車両の前方衝突に際して、サイドメンバおよびサブメンバのうちの前端が横連結部材よりも上方側になるものにはサイドメンバとサブメンバとの連結部分（横連結部材）を中心として先端が上方に向かう方向に回動させる力が作用するため、この力によって横連結部材には同方向への捩りモーメントが作用するようになる。これに対して、サイドメンバおよびサブメンバのうちの前端が横連結部材よりも下方側になるものには上記連結部分（横連結部材）を中心として先端が下方に向かう方向に回動させる力が作用するため、この力によって横連結部材には同方向への捩りモーメントが作用するようになる。

このように上記構成によれば、車両の前方衝突に際してサイドメンバの回動に伴い横連結部材に作用する捩りモーメントとサブメンバの回動に伴い横連結部材に作用する捩りモーメントとが逆方向になるため、それら捩りモーメントの一部を相殺して吸収することができる。したがって、前方からの衝突荷重をより効率よく吸収することができる。

上記フレーム構造において、前記横連結部材は直線状に延びていることが好ましい。
上記構成によれば、サイドメンバの回動に伴う捩りモーメントとサブメンバの回動に伴う捩りモーメントとの一部を相殺する構成を、車幅方向において直線状に延びる横連結部材に一対のサイドメンバと一対のサブメンバとを連結するといった単純な構造で容易に実現することができる。

上記フレーム構造において、前記横連結部材は円管形状であることが好ましい。
上記構成によれば、サイドメンバとの連結部分やサブメンバとの連結部分において横連結部材に捩りモーメントが発生した場合に、その捩りモーメントによって横連結部材の各部にかかる力が偏ることを抑えることができる。

上記フレーム構造において、前記一対の縦連結部材の配設部分における前記一対のサイドメンバの間隔が前記一対のサブメンバの間隔よりも大きいことが好ましい。
上記構成では、車両の前方衝突に際して、仮に第１クロスメンバが圧縮されてサイドメンバの間隔が短くなった場合や第２クロスメンバが伸長してサブメンバの間隔が長くなった場合に、縦連結部材の配設部分における一対のサイドメンバの間隔と一対のサブメンバの間隔との差が小さくなる。これにより、車両の前方視で一対のサイドメンバ、一対のサブメンバ、および一対の縦連結部材の各連結部分を繋ぐ四角形を描いた場合には、第１クロスメンバや第２クロスメンバが変形した後の四角形状が、変形する前の四角形状と比較して長方形に近い形状、すなわち剛性が高い形状になる。したがって上記構成によれば、車両前部の剛性を高くすることができる。

本発明によれば、前方からの衝突荷重によるフレームの変形を省スペースで効率良く抑えることができる。

一実施形態の車両前部のフレーム構造が適用されるフレームの斜視図。 同フレームの前部の平面図。 同フレームの前部の正面図。 同フレームの前部の側面図。 サイドメンバの前部の平面構造を概略的に示す略図。 サブメンバの平面構造を概略的に示す略図。 フレームの前部の正面構造を概略的に示す略図。 フレームの前部の側面構造を概略的に示す略図。

以下、車両前部のフレーム構造の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両のメインフレーム１０としては、梯子型のフレーム（いわゆるラダーフレーム）が採用されている。なお、本実施形態のフレーム構造が適用される車両は超小型モビリティである。

メインフレーム１０は、車幅方向に間隔を置いて配置されて車両の前後方向に四角管状で延びる一対のサイドメンバ（右側サイドメンバ１１、左側サイドメンバ１２）と、前後方向に間隔を置いて配置されて車幅方向に延びる複数本（本実施形態では、７本）のクロスメンバ１３，１４，１５，１６とを有している。

メインフレーム１０の後部１０Ｒの下方には車両の後輪（図示略）が配置される。メインフレーム１０の後部１０Ｒでは、サイドメンバ１１，１２の後方側の部分が水平方向（路面と平行な方向）に延びるとともに、同サイドメンバ１１，１２の前方側の部分が後方から前方にかけて斜め下方および斜め外方に延びている。また、メインフレーム１０の後部１０Ｒには、サイドメンバ１１，１２の後方側の部分に、一対のサイドメンバ１１，１２を連結するように複数本（本実施形態では３本）のクロスメンバ１３が固定されている。

メインフレーム１０の中央部１０Ｃは車両のキャビン（図示略）の下方に配置される。メインフレーム１０の中央部１０Ｃでは、各サイドメンバ１１，１２が水平方向に延びており、他の部分（後部１０Ｒおよび前部１０Ｆ）と比較してサイドメンバ１１，１２の車幅方向における間隔が広くなっている。これにより、一対のサイドメンバ１１，１２の前端は、同サイドメンバ１１，１２の前後方向における中央部分１１Ｃ，１２Ｃ（詳しくは、メインフレーム１０の中央部１０Ｃにあたる部分）よりも車幅方向の内側に配置されている。

またメインフレーム１０の中央部１０Ｃには、各サイドメンバ１１，１２よりも車幅方向の外方でそれらサイドメンバ１１，１２を間に挟む位置に、一対のアウトリガー１７が配置されている。各アウトリガー１７は、サイドメンバ１１，１２と間隔を置いた位置において前後方向に延びている。

さらにメインフレーム１０の中央部１０Ｃには、後方側の端部近傍と前方側の端部近傍とにそれぞれ、車幅方向において直線状に延びる円管形状のクロスメンバ１４，１５が設けられている。これらクロスメンバ１４，１５は、一対のサイドメンバ１１，１２と一対のアウトリガー１７とを貫通する態様で、それらサイドメンバ１１，１２およびアウトリガー１７に固定されている。このようにクロスメンバ１４，１５は、一対のサイドメンバ１１，１２および一対のアウトリガー１７を一体に連結するように架設されている。本実施形態では、これらクロスメンバ１４，１５のうちの前方側のもの（クロスメンバ１４）が横連結部材に相当する。またメインフレーム１０の中央部１０Ｃには、サイドメンバ１１，１２とアウトリガー１７との間で車幅方向に延びて、それらサイドメンバ１１，１２およびアウトリガー１７を連結する連結部１８が一体に固定されている。

メインフレーム１０の前部１０Ｆの両側方には前輪（図示略）が配置される。メインフレーム１０の前部１０Ｆでは、サイドメンバ１１，１２の前方側の部分が水平方向に平行に延びるとともに、同サイドメンバ１１，１２の後方側の部分が前方から後方にかけて斜め下方および斜め外方に延びている。サイドメンバ１１，１２の前端には、サイドメンバ１１，１２同士を連結する第１クロスメンバとしてのフロントクロスメンバ１６が固定されている。メインフレーム１０の前部１０Ｆには、フロントクロスメンバ１６よりも後方側の位置に、サイドメンバ１１，１２同士を連結するクロスメンバ１３が固定されている。

図１〜図３に示すように、メインフレーム１０の前部１０Ｆには、サイドメンバ１１，１２の下方に、梯子型のサブフレーム２０が設けられている。本実施形態では、メインフレーム１０の前部１０Ｆとサブフレーム２０とが上下方向に並ぶように配置されている。

サブフレーム２０は、車幅方向に間隔を置いて前後方向に延びる一対のサブメンバ（右側サブメンバ２１、左側サブメンバ２２）を有している。これらサブメンバ２１，２２の前方側の部分と後方側の部分（支持部分２１Ｒ，２２Ｒ）とは水平方向に延びるとともに互いに平行に延びている。また、それらサブメンバ２１，２２の前方側の部分と上記支持部分２１Ｒ，２２Ｒとを繋ぐ中間部分は、前方から後方にかけて斜め上方および斜め内方に延びている。各サブメンバ２１，２２の後方側の支持部分２１Ｒ，２２Ｒは、メインフレーム１０の中央部１０Ｃに設けられたクロスメンバ１４が貫通した状態で同クロスメンバ１４に固定されている。これにより、サブメンバ２１，２２の前端は、サブメンバ２１，２２におけるクロスメンバ１４との連結部分（支持部分２１Ｒ，２２Ｒ）よりも車幅方向の外側になっている。

サブメンバ２１，２２の前端には、サブメンバ２１，２２同士を連結する第２クロスメンバとしてのフロントクロスメンバ２３が一体に固定されている。また、サブメンバ２１，２２の前後方向における中間位置には、サブメンバ２１，２２同士を連結するクロスメンバ２４が固定されている。

図２に示すように、メインフレーム１０の前部１０Ｆおよびサブフレーム２０を車両の上方から見た場合に、一対のサイドメンバ１１，１２によって挟まれた部分の車幅方向の中央になる線Ｌ１と一対のサブメンバ２１，２２によって挟まれた部分の車幅方向の中央になる線Ｌ２とが一致するように、一対のサブメンバ２１，２２は配置されている。そして本実施形態では、フロントクロスメンバ１６の配設部分を含むサイドメンバ１１，１２の前方側の部分の間隔Ｗ１が、フロントクロスメンバ２３の配設部分を含むサブメンバ２１，２２の前方側の部分の間隔Ｗ２よりも大きくなっている。

また図４に示すように、メインフレーム１０の前部１０Ｆを車両の側方（左側）から見た場合に、サイドメンバ１１，１２の前方側の部分は水平方向に延びており、後方側の部分はクロスメンバ１４との連結部分から前方に向けて斜め上方に延びている。その一方で、サブフレーム２０を車両の側方（左側）から見た場合には、サブメンバ２１，２２の前方側の部分が水平方向に延びており、後方側の部分がクロスメンバ１４の連結部分から前方に向けて斜め下方に延びている。これにより本実施形態では、サイドメンバ１１，１２は前端がクロスメンバ１４よりも上方側になる態様で延びており、サブメンバ２１，２２は前端がクロスメンバ１４よりも下方側になる態様で延びている。

図１〜図３に示すように、メインフレーム１０の前部１０Ｆには、車両の右側において上下方向に並ぶ右側サイドメンバ１１および右側サブメンバ２１を連結する右側連結部３１と、車両の左側において上下方向に並ぶ左側サイドメンバ１２および左側サブメンバ２２を連結する左側連結部３２とが設けられている。右側連結部３１および左側連結部３２は、断面コの字状で上下方向に延びている。右側連結部３１は、下部が右側サブメンバ２１の前端（詳しくは、フロントクロスメンバ２３の前面）と車幅方向の外側の面とに固定されるとともに、上部が右側サイドメンバ１１の車幅方向の内側の面に固定されている。左側連結部３２は、下部が左側サブメンバ２２の前端（詳しくは、フロントクロスメンバ２３の前面）と車幅方向の外側の面とに固定されるとともに、上部が左側サイドメンバ１２の車幅方向の内側の面に固定されている。右側連結部３１および左側連結部３２は、上方に向かうに連れてそれら右側連結部３１および左側連結部３２の間隔が広くなる態様で延びている。本実施形態では、右側連結部３１および左側連結部３２が一対の縦連結部材に相当する。

フロントクロスメンバ２３の前面には、一対の延長部（右側延長部２５、左側延長部２６）が車幅方向に間隔を置いて前後方向に延びる態様で設けられている。これら右側延長部２５および左側延長部２６は略四角筒状である。そして、右側延長部２５は右側サブメンバ２１を前方に延長する態様でフロントクロスメンバ２３に固定されており、左側延長部２６は左側サブメンバ２２を前方に延長する態様でフロントクロスメンバ２３に固定されている。また、右側延長部２５および左側延長部２６の前端には、それら右側延長部２５および左側延長部２６を連結する前方連結部２７が固定されている。

以下、本実施形態のフレーム構造を採用することによる作用効果について説明する。
図５に示すように、一対のサイドメンバ１１，１２の前端が同サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃよりも車幅方向の内側に配置されている。そのため、サイドメンバ１１，１２の前方部分では、車両前方からの衝突荷重Ｐが作用する荷重点Ｐｆ（サイドメンバ１１，１２の前端）が、前方部分を支持する支持点Ｐｓ（サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃ）よりも車幅方向の内側になる。これにより、車両の前方衝突に際して、一対のサイドメンバ１１，１２には前端が車幅方向内側に向けて閉じるように変形させる力（図中に黒塗りの矢印で示す力）が作用するようになり、それら前端を連結するフロントクロスメンバ１６には圧縮応力が作用するようになる。そして、このフロントクロスメンバ１６が圧縮変形することにより、車両衝突に伴ってメインフレーム１０にかかるエネルギーの一部を吸収して、メインフレーム１０の変形を抑えることができる。

また、図６に示すように、一対のサブメンバ２１，２２の前端が後方側の支持部分２１Ｒ，２２Ｒよりも車幅方向の外側に配置されている。そのため、サブメンバ２１，２２では、車両前方からの衝突荷重Ｐが作用する荷重点Ｐｆ（サブメンバ２１，２２の前端）が、同サブメンバ２１，２２を支持する支持点Ｐｓ（支持部分２１Ｒ，２２Ｒ）よりも車幅方向の外側になる。これにより、車両の前方衝突に際して、一対のサブメンバ２１，２２には前端が車幅方向外側に向けて開くように変形させる力（図中に黒塗りの矢印で示す力）が作用するようになり、それら前端を連結するフロントクロスメンバ２３には引っ張り応力が作用するようになる。そして、このフロントクロスメンバ２３が伸長方向に変形することにより、車両衝突に伴ってサブフレーム２０にかかるエネルギーの一部を吸収して、サブフレーム２０の変形を抑えることができる。

なお本実施形態では、前方からの衝突荷重Ｐが前方連結部２７（図１）に作用すると、前方連結部２７ともども一対の延長部２５，２６が潰れるとともに、それら前方連結部２７および各延長部２５，２６を介してサブメンバ２１，２２の先端に荷重Ｐが伝達されるようになる。こうして各延長部２５，２６が潰れることによっても、車両衝突に伴ってサブフレーム２０にかかるエネルギーの一部が吸収されて、同サブフレーム２０の変形が抑えられるようになる。このように本実施形態では、右側延長部２５および左側延長部２６がいわゆるクラッシュボックスとして機能する。

図７に示すように、本実施形態では、車両の前方衝突に際してフロントクロスメンバ１６には圧縮応力が作用するとともにフロントクロスメンバ２３には引っ張り応力が作用するといったように、前方からの衝撃荷重の一部を、共に車幅方向に作用する２つの力であって、且つ互いに逆方向に作用する力に変換することができる。

そして本実施形態では、車両前方から見た場合に、サイドメンバ１１，１２の先端を連結するフロントクロスメンバ１６と、サブメンバ２１，２２の先端を連結するフロントクロスメンバ２３と、右側サイドメンバ１１および右側サブメンバ２１を連結する右側連結部３１と、左側サイドメンバ１２および左側サブメンバ２２を連結する左側連結部３２とが環状（具体的には、上辺の長い台形状）をなすように並んでいる。

そのため、車両の前方衝突に際しては、フロントクロスメンバ２３に作用する引っ張り応力を利用して、同フロントクロスメンバ２３を右側連結部３１と左側連結部３２との間で突っ張った状態にすることができる。これにより、それら右側連結部３１および左側連結部３２によって支持されている一対のサイドメンバ１１，１２の先端が閉じる方向への変形を抑えることができる。また、車両の前方衝突に際して、フロントクロスメンバ１６に作用する圧縮応力を利用して右側連結部３１および左側連結部３２を互いに近づける方向の力が作用する状態にすることができるため、それら右側連結部３１および左側連結部３２によって支持されている一対のサブメンバ２１，２２の先端が開く方向への変形を抑えることもできる。

本実施形態では、図１または図４に示すように、右側連結部３１の下部が右側サブメンバ２１の車幅方向外側の面に固定されるとともに、右側連結部３１の上部が右側サイドメンバ１１の車幅方向の内側の面に固定されている。また同様に、左側連結部３２の下部は左側サブメンバ２２の車幅方向の外側の面に固定されるとともに、右側連結部３１の上部は左側サイドメンバ１２の車幅方向の内側の面に固定されている。

そのため、前方衝突に際して先端を閉じさせる方向の力が作用するサイドメンバ１１，１２に対しては、同力に抗して車幅方向の内側から押さえるように、その車幅方向の内側の面を右側連結部３１および左側連結部３２によって支持することができる。しかも、前方衝突に際して先端を開かせる方向の力が作用するサブメンバ２１，２２に対しては、同力に抗して車幅方向の外側から押さえるように、その車幅方向の外側の面を右側連結部３１および左側連結部３２によって支持することができる。

このように本実施形態によれば、前方からの衝撃荷重の一部を車幅方向に作用する力に変換するとともに、その力によるメインフレーム１０やサブフレーム２０の変形を、それらサイドメンバ１１，１２およびサブメンバ２１，２２を一体に連結する右側連結部３１および左側連結部３２によって支持して抑えることができる。したがって、単にサイドメンバとサブメンバとを配設した場合と比較して、前方からの衝突荷重によるメインフレーム１０やサブフレーム２０の変形を省スペースで効率よく抑えることができる。

なお、本実施形態のフレーム構造が適用される車両（超小型モビリティ）は、キャビン前方のスペースが狭く、前方衝突による変形抑制のために利用可能な前後方向の長さが短い。本実施形態によれば、そうした車両のキャビン前方のスペースを有効に利用して、前方衝突によるフレームの変形を押さえることができる。

また本実施形態では、図２に示すように、右側連結部３１や左側連結部３２の配設部分を含む前方側の部分におけるサイドメンバ１１，１２の間隔Ｗ１が、サブメンバ２１，２２の間隔Ｗ２よりも大きくなっている。

そのため、車両の前方衝突に際して、仮にフロントクロスメンバ１６が圧縮されてサイドメンバ１１，１２の間隔Ｗ１が短くなった場合やフロントクロスメンバ２３が伸長してサブメンバ２１，２２の間隔Ｗ２が長くなった場合には、サイドメンバ１１，１２の間隔Ｗ１とサブメンバ２１，２２の間隔との差（＝Ｗ１−Ｗ２）が小さくなる。これにより、車両の前方視でサイドメンバ１１，１２、サブメンバ２１，２２、右側連結部３１、および左側連結部３２の各連結部分を繋ぐ四角形（図７に一点鎖線で示す）を描いた場合には、フロントクロスメンバ１６，２３が変形した後の四角形状が、変形する前の四角形状と比較して長方形に近い形状、すなわち剛性が高い形状になる。このように本実施形態によれば、車両前部を変形に対する剛性の高い構造にすることができる。

さらに本実施形態では、図１および図２に示すように、一対のサイドメンバ１１，１２を連結する態様で同サイドメンバ１１，１２に固定されたクロスメンバ１４に、一対のサブメンバ２１，２２の支持部分２１Ｒ，２２Ｒが固定されている。

そして図８に示すように、サイドメンバ１１，１２（同図には左側サイドメンバ１２のみを図示）は前端がクロスメンバ１４よりも上方側に配置される態様で延びている。そのため、サイドメンバ１１，１２の前方部分では、車両前方からの衝突荷重Ｐが作用する荷重点Ｐｆ（サイドメンバ１１，１２の前端）が、前方部分を支持する支持点Ｐｓ（クロスメンバ１４）よりも上方側になる。これにより、車両の前方衝突に際して、サイドメンバ１１，１２にはサブメンバ２１，２２との連結部分（クロスメンバ１４）を中心に先端が上方に向かう方向に回動させる力（図中に白抜きの矢印で示す）が作用するようになり、この力によってクロスメンバ１４には同方向（図８における時計回り方向）への捩りモーメントが作用するようになる。

また、サブメンバ２１，２２（同図には左側サブメンバ２２のみを図示）は、前端がクロスメンバ１４よりも下方側に配置される態様で延びている。そのため、サブメンバ２１，２２の前方部分では、車両前方からの衝突荷重Ｐが作用する荷重点Ｐｆ（サブメンバ２１，２２の前端）が、サブメンバ２１，２２を支持する支持点Ｐｓ（クロスメンバ１４）よりも下方側になる。これにより、車両の前方衝突に際して、サブメンバ２１，２２にはサイドメンバ１１，１２との連結部分（クロスメンバ１４）を中心に先端が下方に向かう方向に回動させる力（図中に黒塗りの矢印で示す）が作用するようになり、この力によってクロスメンバ１４には同方向（図８における反時計回り方向）への捩りモーメントが作用するようになる。

このように本実施形態によれば、車両の前方衝突に際して、サイドメンバ１１，１２の回動に伴いクロスメンバ１４に作用する捩りモーメントとサブメンバ２１，２２の回動に伴いクロスメンバ１４に作用する捩りモーメントとが逆方向になるため、それら捩りモーメントの一部を相殺して吸収することができる。したがって、前方からの衝突荷重をより効率よく吸収することができるようになる。

本実施形態では、クロスメンバ１４が車幅方向において直線状に延びている。そのため、サイドメンバ１１，１２の回動に伴う捩りモーメントとサブメンバ２１，２２の回動に伴う捩りモーメントとの一部を相殺する構成を、クロスメンバ１４に一対のサイドメンバ１１，１２と一対のサブメンバ２１，２２とを連結するといった単純な構造で容易に実現することができる。

また本実施形態では、クロスメンバ１４が円管形状である。そのため、サイドメンバ１１，１２との連結部分やサブメンバ２１，２２との連結部分においてクロスメンバ１４に捩りモーメントが発生した場合に、それら捩りモーメントによってクロスメンバ１４の各部にかかる力が偏ることを抑えることができる。

こうした捩りモーメントの一部を相殺する構造を採用するに当たっては、サイドメンバ１１，１２やサブメンバ２１，２２の変形態様をコントロールするために、それらサイドメンバ１１，１２およびサブメンバ２１，２２を上下方向において連結する連結部材を設けることが望ましい。この点、本実施形態では、右側連結部３１や左側連結部３２が、そうした連結部材として機能する。したがって本実施形態によれば、右側連結部３１や左側連結部３２を、サイドメンバ１１，１２の前方部分やサブメンバ２１，２２に対して、車幅方向に作用する力によるフレームの変形を抑えるために利用することに加えて、上下方向に作用する力によるフレームの変形を抑えるために利用することもできる。そのため、車幅方向に作用する力によるフレームの変形を抑えるための連結部材と、上下方向に作用する力によるフレームの変形を抑えるための連結部材とを各別に設ける場合と比較して、フレーム構造を簡素にすることができる。これにより、メインフレーム１０やサブフレーム２０の配置スペースを容易に確保することができ、車両の軽量化を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）一対のサイドメンバ１１，１２の先端を連結するフロントクロスメンバ１６と、一対のサブメンバ２１，２２の先端を連結するフロントクロスメンバ２３と、右側サイドメンバ１１および右側サブメンバ２１を連結する右側連結部３１と、左側サイドメンバ１２および左側サブメンバ２２を連結する左側連結部３２とを有する。また、サイドメンバ１１，１２の前端が同サイドメンバ１１，１２の中央部分１１Ｃ，１２Ｃよりも車幅方向の内側に配置されており、サブメンバ２１，２２の前端が後方側の支持部分２１Ｒ，２２Ｒよりも車幅方向の外側に配置されている。そのため、前方からの衝突荷重によるメインフレーム１０やサブフレーム２０の変形を省スペースで効率よく抑えることができる。

（２）一対のサイドメンバ１１，１２を連結する態様で同サイドメンバ１１，１２に固定されたクロスメンバ１４に、一対のサブメンバ２１，２２の支持部分２１Ｒ，２２Ｒが固定されている。そして、サイドメンバ１１，１２は前端がクロスメンバ１４よりも上方側に配置される態様で延びており、サブメンバ２１，２２は前端がクロスメンバ１４よりも下方側に配置される態様で延びている。そのため、車両の前方衝突に際してサイドメンバ１１，１２の回動に伴いクロスメンバ１４に作用する捩りモーメントとサブメンバ２１，２２の回動に伴いクロスメンバ１４に作用する捩りモーメントとの一部を相殺して吸収することができ、前方からの衝突荷重をより効率よく吸収することができる。

（３）サイドメンバ１１，１２の回動に伴う捩りモーメントとサブメンバ２１，２２の回動に伴う捩りモーメントとの一部を相殺する構成を、車幅方向において直線状に延びるクロスメンバ１４に一対のサイドメンバ１１，１２と一対のサブメンバ２１，２２とを連結するといった単純な構造で容易に実現することができる。

（４）クロスメンバ１４が円管形状であるため、サイドメンバ１１，１２との連結部分やサブメンバ２１，２２との連結部分においてクロスメンバ１４に捩りモーメントが発生した場合に、それら捩りモーメントによってクロスメンバ１４の各部にかかる力が偏ることを抑えることができる。

（５）右側連結部３１や左側連結部３２の配設部分を含む前方側の部分におけるサイドメンバ１１，１２の間隔Ｗ１が、サブメンバ２１，２２の間隔Ｗ２よりも大きくなっている。そのため、車両前部を変形に対する剛性の高い構造にすることができる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・サイドメンバ１１，１２の前方部分の間隔Ｗ１とサブメンバ２１，２２の前方側の部分の間隔Ｗ２とを同一にしてもよい。また、サイドメンバ１１，１２の前方部分の間隔Ｗ１を、サブメンバ２１，２２の前方側の部分の間隔Ｗ２と比較して狭くしてもよい。

・クロスメンバ１４は、四角管状や楕円管状にしたり、断面コの字形状にしたりするなど、任意の形状にすることができる。
・クロスメンバ１４の延設形状としては、直線状に限らず、クランク状に屈曲した形状や円弧状など、任意の形状を採用することができる。

・サイドメンバ１１，１２やサブメンバ２１，２２の形状を、サイドメンバ１１，１２の先端およびサブメンバ２１，２２の先端の両方がクロスメンバ１４よりも上方（あるいは下方）になるようにしたり、サイドメンバ１１，１２の先端およびサブメンバ２１，２２の先端のうちの一方がクロスメンバ１４と同一の高さになるようにしたりしてもよい。

・サブメンバ２１，２２の支持部分２１Ｒ，２２Ｒをサイドメンバ１１，１２と一体に支持させる構造は、クロスメンバ１４以外の部材を介して支持部分２１Ｒ，２２Ｒをサイドメンバ１１，１２に固定したり、支持部分２１Ｒ，２２Ｒをサイドメンバ１１，１２に直接固定したりする等、任意に変更可能である。

・上記実施形態のフレーム構造は、フロントクロスメンバ１６がサイドメンバ１１，１２の前端よりも若干後方側に固定されるフレーム構造や、フロントクロスメンバ２３がサブメンバ２１，２２の前端よりも若干後方側に固定されるフレーム構造にも適用可能である。

・右側延長部２５や左側延長部２６、前方連結部２７を有していないフレーム構造にも、上記実施形態のフレーム構造は適用することができる。
・上記実施形態のフレーム構造は、サイドメンバ１１，１２の上方にサブメンバ２１，２２が配置されたフレーム構造にも適用することができる。

１０…メインフレーム、１０Ｒ…後部、１０Ｃ…中央部、１０Ｆ…前部、１１…右側サイドメンバ、１１Ｃ…中央部分、１２…左側サイドメンバ、１２Ｃ…中央部分、１３〜１５…クロスメンバ、１６…フロントクロスメンバ、１７…アウトリガー、１８…連結部、２０…サブフレーム、２１…右側サブメンバ、２１Ｒ…支持部分、２２…左側サブメンバ、２２Ｒ…支持部分、２３…フロントクロスメンバ、２４…クロスメンバ、２５…右側延長部、２６…左側延長部、２７…前方連結部、３１…右側連結部、３２…左側連結部。

Claims (5)

1. 車幅方向に間隔を置いた位置で前後方向に延びる一対のサイドメンバと、
   前記一対のサイドメンバの前部に固定されて前記サイドメンバ同士を連結する第１クロスメンバと、
   前記一対のサイドメンバと上下方向に並ぶように同サイドメンバに沿って延びる形状で、後方側の支持部分が前記サイドメンバと一体に支持される一対のサブメンバと、
   前記一対のサブメンバの前部に固定されて前記サブメンバ同士を連結する第２クロスメンバと、
   車幅方向の両側方において上下方向に並ぶ前記サイドメンバおよび前記サブメンバを、それぞれ前記サブメンバの前記支持部分よりも前方側で一体に連結する一対の縦連結部材と、を有する車両前部のフレーム構造であって、
   前記一対のサイドメンバの前端が同サイドメンバの前後方向における中央部分よりも車幅方向内側に配置されており、前記一対のサブメンバの前端が前記支持部分よりも車幅方向外側に配置されている、車両前部のフレーム構造。
2. 請求項１に記載の車両前部のフレーム構造において、
   車幅方向に延びて前記一対のサイドメンバを連結する態様で同サイドメンバに固定されるとともに前記一対のサブメンバの前記支持部分が固定される横連結部材を有し、
   前記サイドメンバおよび前記サブメンバは、前記サイドメンバの前端および前記サブメンバの前端の一方が前記横連結部材よりも上方側に配置されるとともに他方が前記横連結部材よりも下方側に配置される態様で延びている
   ことを特徴とする車両前部のフレーム構造。
3. 請求項２に記載の車両前部のフレーム構造において、
   前記横連結部材は直線状に延びている
   ことを特徴とする車両前部のフレーム構造。
4. 請求項２または３に記載の車両前部のフレーム構造において、
   前記横連結部材は円管形状である
   ことを特徴とする車両前部のフレーム構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両前部のフレーム構造において、
   前記一対の縦連結部材の配設部分における前記一対のサイドメンバの間隔が前記一対のサブメンバの間隔よりも大きい
   ことを特徴とする車両前部のフレーム構造。