JP2022073718A - 車両用サブフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】高い強度及び剛性を維持しながら、所要の衝突性能を発揮することができる車両用サブフレームを提供する。【解決手段】車両用サブフレーム１では、前面衝突荷重が印加される際に、第１クラッシュボックス２６０の脆弱部２６５が圧潰される間に第１クラッシュボックスが受ける最大荷重である第１前最大荷重が、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２６の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、第１サイドメンバの脆弱部が圧潰される間に第１サイドメンバの脆弱部が受ける最大荷重である第１中最大荷重が、車体に対する第１中車体取付部６０の取付が解放されて車体から第１中車体取付部材が脱落するときに第１中車体取付部材及び第１のサイドメンバが受ける荷重よりも小さく設定される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用サブフレームに関し、特に、自動車等の車両に装着されて内燃機関や電動モータといった駆動源やサスペンションアーム等を支持する車両用サブフレームに関するものである。

近年、自動車等の車両に装着されるサブフレームにおいては、サスペンションアームやスタビライザ等のサスペンション関連部品、ステアリングギヤボックス等のステアリング関連部品及び駆動源・ギヤ機構系のマウント関連部品といった種々の外力印加部品が装着されるようになっている。

そのため、かかるサブフレームに対しては、その生産性等を向上させながら、その強度や剛性をより増大させた態様で車両の車体に装着されることが求められている。

また、かかるサブフレームに対しては、それが装着される車両の典型的には前面衝突時において、その衝突時に車両が受ける運動エネルギの一部を吸収するためにそれが所望の変形モードで変形すること、つまり所要の衝突性能を発揮することが求められている。

かかる状況下で、特許文献１は、車体前部構造に関し、サブフレーム２０の前端部に設けられたクラッシュボックスである軸圧縮変形部２２、軸圧縮変形部２２の後方向の側に設けられたロアアーム取付部２０Ａ、ロアアーム取付部２０Ａの後方向の側であってパワーユニット４０のドライブシャフト５０の前方向の側に設けられたフロントマウント部２４を備え、車両前面衝突時の初期に、サブフレーム２０の前端部に設けられたクラッシュボックスである軸圧縮変形部２２、ロアアーム取付部２０Ａ、フロントマウント部２４、ドライブシャフト５０及びパワーユニット４０が繋がった荷重伝達経路を形成して、パワーユニット４０に作用する車両前方への慣性力がサブフレーム２０の前端に伝達されることにより、車両を迅速に減速させる構成を開示する。

特許文献２は、車体前部構造に関し、サブフレーム２０に衝突エネルギ吸収手段として衝突荷重の入力によりサブフレーム２０に変形を誘起するノッチ２１ａ及び２１ｂと、衝突荷重がサスペンションアーム３０に入力した際に変形して前方取付部３２を離脱させるガイド手段として矩形状の開口部３４ｃと、を備え、サブフレーム２０に衝突が入力されると、前方向の側のノッチ２１ａによって変形部分２０ａが誘起されると共に、後方向の側のノッチ２１ｂによっても変形部分２０ｂが誘起され、前方取付部３２を離脱することにより、前輪Ｗｆを外転させつつ後退させる構成を開示する。

特許文献３は、車体フレーム構造に関し、サブフレーム２２は、フロントバルクヘッド１２に締結される前締結部２２ｍ及び２２ｍと、車室Ｉの横メンバ２０に下方から締結固定される後締結部２２ｕ及び２２ｕと、車両に前後方向の衝突荷重が入力されたときに、前締結部２２ｍ及び２２ｍと後締結部２２ｕ及び２２ｕとの間の前後方向の略中央位置で下方に向けて折れ曲がる中央折れ点２７及び２７と、中央折れ点２７及び２７の後部側近傍位置に設けられ、フロントサイドフレーム１１及び１１の後部側下面に締結される上部取付けアーム２５及び２５と、を備え、サブフレーム２２の前部に衝突荷重が入力されると、サブフレーム２２が中央折れ点２７で下方に屈曲され、上部取付けアーム２５が下方向に引っ張られて下方へ移動される構成を開示する。

特開２００７－２１６９０１号公報 特開２００４－９８９３号公報 特開２０１４－４９９０号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１は、サブフレーム２０の前端部に設けられたクラッシュボックスである軸圧縮変形部（圧潰部）を開示し、特許文献２は、衝突荷重の入力によりサブフレーム２０に変形を誘起するノッチ２１ａ及び２１ｂ（折れ曲がり変形部）を開示し、特許文献３は、衝突荷重が入力されるとサブフレーム２２が下方に屈曲される中央折れ点２７（折れ曲がり変形部）を開示するものではあるが、これらの特許文献は、このような圧潰部や折れ曲がり変形部をサブフレームにおいてどのように組み合わせれば、高い強度及び剛性を維持しながら、所要の衝突性能を発揮する具体的な構成について、何等開示や示唆するものではない。

本発明は、以上の検討を経てなされたもので、高い強度及び剛性を維持しながら、所要の衝突性能を発揮することができる車両用サブフレームを提供することを目的とする。

以上の目的を達成すべく、本発明の第１の局面は、車体に装着される車両用サブフレームであって、前記車体の前後方向に延在して配設され、前記前後方向における前方向の側の第１前車体取付部及び前記前後方向における後方向の側の第１後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を有する第１サイドメンバと、前記車体の前後方向に延在しながら前記車体の幅方向で前記第１サイドメンバに対向して配設され、前記前方向の側の第２前車体取付部及び前記後方向の側の第２後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を各々有する及び第２サイドメンバと、前記幅方向に延在して配設されると共に、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバを連結するクロスメンバと、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバよりも前記前方向の側で、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバに対して各々対応して連結されると共に、脆弱部を各々有する第１クラッシュボックス及び第２クラッシュボックスと、前記幅方向の一方の側において、前記第１サイドメンバ及び前記クロスメンバに対して前記車体の上下方向の上方向の側に突設されて、前記前後方向における前記第１前車体取付部及び前記第１後車体取付部の間の第１中車体取付部が設定された第１車体取付部材と、前記幅方向の他方の側において、前記第２サイドメンバ及び前記クロスメンバに対して前記上方向の側に突設されて、前記前後方向における前記第２前車体取付部及び前記第２後車体取付部の間の第２中車体取付部が設定された第２車体取付部材と、を備え、前記車両の前面衝突時に前記前方向の側から前記後方向の側に印加される衝突荷重により、前記第１クラッシュボックスの前記脆弱部が圧潰される間に前記第１クラッシュボックスが受ける最大荷重である第１前最大荷重は、前記衝突荷重により、前記第１サイドメンバの前記脆弱部の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、前記衝突荷重により、前記第１サイドメンバの前記脆弱部が圧潰される間に前記第１サイドメンバの前記脆弱部が受ける最大荷重である第１中最大荷重は、前記衝突荷重により、前記車体に対する前記第１中車体取付部の取付が解放されて前記車体から前記第１中車体取付部材が脱落するときに前記第１中車体取付部材及び前記第１のサイドメンバが受ける荷重よりも小さく設定され、前記車両の前面衝突時に前記前方向の側から前記後方向の側に印加される衝突荷重により、前記第２クラッシュボックスの前記脆弱部が圧潰される間に前記第２クラッシュボックスが受ける最大荷重である第２前最大荷重は、前記衝突荷重により、前記第２サイドメンバの前記脆弱部の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、前記衝突荷重により、前記第２サイドメンバの前記脆弱部が圧潰される間に前記第２サイドメンバ前記脆弱部が受ける最大荷重である第２中最大荷重は、前記衝突荷重により、前記車体に対する前記第２中車体取付部の取付が解放されて前記車体から前記第２の車体取付部材が脱落するときに前記第２中車体取付部材及び前記第２のサイドメンバが受ける荷重よりも小さく設定される車両用サブフレームである。

また、本発明は、かかる第１の局面に加え、前記第１サイドメンバの前記脆弱部は、前記第１中車体取付部よりも前記前方向の側に配置され、前記第２サイドメンバの前記脆弱部は、前記第２中車体取付部よりも前記前方向の側に配置されることを第２の局面とする。

また、本発明は、かかる第２の局面に加え、前記第１サイドメンバの前記脆弱部は、前記前後方向において前記第１前車体取付部及び前記第１中車体取付部の間に設定され、前記上方向の側に折れ曲げられる第１前折曲部及び前記第１前折曲部よりも前記後方向の側で前記上下方向の下方向の側に折れ曲げられる第１後折曲部を有し、前記第２サイドメンバの前記脆弱部は、前記前後方向において前記第２前車体取付部及び前記第２中車体取付部の間に設定され、前記上方向の側に折れ曲げられる第２前折曲部及び前記第２前折曲部よりも前記後方向の側で前記下方向の側に折れ曲げられる第２後折曲部を有することを第３の局面とする。

また、本発明は、かかる第１から第３のいずれかの局面に加え、前記第１サイドメンバは、前記後方向の側に行くに従って前記上下方向の下方向の側に下がりながら傾斜して前記前後方向に延在する延在方向を有し、前記第１サイドメンバの前記脆弱部は、前記衝突荷重により前記第１サイドメンバの前記延在方向に圧潰される圧潰部を有して、前記圧潰部は、前記延在方向に直交する方向において、前記第１サイドメンバの上壁部が前記第１サイドメンバの下壁部の側に陥設された凹部及び前記下壁部が前記上壁部の側に陥設された凹部から成り、前記第２サイドメンバは、前記後方向の側に行くに従って前記上下方向の下方向の側に下がりながら傾斜して前記前後方向に延在する延在方向を有し、前記第２サイドメンバの前記脆弱部は、前記衝突荷重により前記第２サイドメンバの前記延在方向に圧潰される圧潰部を有して、前記圧潰部は、前記延在方向に直交する方向において、前記第２サイドメンバの上壁部が前記第２サイドメンバの下壁部の側に陥設された凹部及び前記下壁部が前記上壁部の側に陥設された凹部から成ることを第４の局面とする。

また、本発明は、かかる第１から第４のいずれかの局面に加え、前記第１クラッシュボックス及び前記第２クラッシュボックスの各々は、前記前後方向に延在する筒状部材であると共に、前記筒状部材の前記前方向の側の開口端部を閉じる閉じ部材を有することを第５の局面とする。

また、本発明は、かかる第１から第５のいずれかの局面に加え、前記第１クラッシュボックスの前記脆弱部は、前記第１前最大荷重を受ける際に前記前後方向に圧潰される圧潰部を有すると共に、前記前後方向及び前記上下方向で規定する平面で切った縦断面において、前記第１クラッシュボックスの断面積が減じられた複数の小断面形状部を有し、前記複数の小断面形状部における前記断面積は、前記前方向側から前記後方向側に行くに前記複数の小断面形状部において最も前方向の側に位置する最前形状部の前記上下方向の長さは、前記複数の小断面形状部における前記最前形状部以外の形状部の前記上下方向の長さよりも短くなるように設定され、前記第２クラッシュボックスの前記脆弱部は、前記第２前最大荷重を受ける際に前記前後方向に圧潰される圧潰部を有すると共に、前記前後方向及び前記上下方向で規定する平面で切った縦断面において、前記第２クラッシュボックスの断面積が減じられた複数の小断面形状部を有し、前記複数の小断面形状部において最も前方向の側に位置する最前形状部の前記上下方向の長さは、前記複数の小断面形状部における前記最前形状部以外の形状部の前記上下方向の長さよりも短くなるように設定されることを第６の局面とする。

また、本発明の第７の局面は、車体に装着される車両用サブフレームであって、前記車体の前後方向に延在して配設され、前記前後方向における前方向の側の第１前車体取付部及び前記前後方向における後方向の側の第１後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を有する第１サイドメンバと、前記車体の前後方向に延在しながら前記車体の幅方向で前記第１サイドメンバに対向して配設され、前記前方向の側の第２前車体取付部及び前記後方向の側の第２後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を各々有する及び第２サイドメンバと、前記幅方向に延在して配設されると共に、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバを連結するクロスメンバと、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバよりも前記前方向の側で、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバに対して各々対応して連結されると共に、脆弱部を各々有する第１クラッシュボックス及び第２クラッシュボックスと、を備え、前記第１クラッシュボックスの前記脆弱部は、前記車両の前面衝突時に前記前方向の側から前記後方向の側に印加される衝突荷重により、前記第１サイドメンバの前記脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、前記第１サイドメンバの前記脆弱部は、前記衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、前記第２クラッシュボックスの前記脆弱部は、前記衝突荷重により、前記第２サイドメンバの前記脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、前記第２サイドメンバの前記脆弱部は、前記衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有する車両用サブフレームである。

また、本発明の第８の局面は、車体に装着される車両用サブフレームの衝突エネルギ吸収方法であって、前記車両用サブフレームは、前記車体の前後方向に延在して配設され、前記前後方向における前方向の側の第１前車体取付部及び前記前後方向における後方向の側の第１後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を有する第１サイドメンバと、前記車体の前後方向に延在しながら前記車体の幅方向で前記第１サイドメンバに対向して配設され、前記前方向の側の第２前車体取付部及び前記後方向の側の第２後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を各々有する及び第２サイドメンバと、前記幅方向に延在して配設されると共に、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバを連結するクロスメンバと、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバよりも前記前方向の側で、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバに対して各々対応して連結されると共に、脆弱部を各々有する第１クラッシュボックス及び第２クラッシュボックスと、を備え、前記第１クラッシュボックスの前記脆弱部において、前記車両の前面衝突時に前記前方向の側から前記後方向の側に印加される衝突荷重により、前記第１サイドメンバの前記脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始され、前記第１サイドメンバの前記脆弱部において、前記衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始され、前記第２クラッシュボックスの前記脆弱部において、前記衝突荷重により、前記第２サイドメンバの前記脆弱部が圧潰及び折り曲げ変形されるよりも先だって圧潰が開始され、前記第２サイドメンバの前記脆弱部において、前記衝突荷重により、折り曲げ変形されるよりも先だって圧潰が開始されることにより、前記衝突荷重が前記車両用サブフレームに印加された際の衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収方法である。

本発明の第１の局面における構成によれば、前面衝突荷重により、第１クラッシュボックスの脆弱部が圧潰される間に第１クラッシュボックスが受ける最大荷重である第１前最大荷重が、前面衝突荷重により、第１サイドメンバの脆弱部の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、前面衝突荷重により、第１サイドメンバの脆弱部が圧潰される間に第１サイドメンバの脆弱部が受ける最大荷重である第１中最大荷重が、前面衝突荷重により、車体に対する第１中車体取付部の取付が解放されて車体から第１中車体取付部材が脱落するときに第１中車体取付部材及び第１のサイドメンバが受ける荷重よりも小さく設定され、前面衝突荷重により、第２クラッシュボックスの脆弱部が圧潰される間に第２クラッシュボックスが受ける最大荷重である第２前最大荷重が、前面衝突荷重により、第２サイドメンバの脆弱部の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、前面衝突荷重により、第２サイドメンバの脆弱部が圧潰される間に第２サイドメンバの脆弱部が受ける最大荷重である第２中最大荷重が、衝突荷重により、車体に対する第２中車体取付部の取付が解放されて車体から第２中車体取付部材が脱落するときに第２の車体取付部材及び第２のサイドメンバが受ける荷重よりも小さく設定されることにより、高い強度及び剛性を維持しながら、前面衝突荷重が印加されたときに、クラッシュボックス及びサイドメンバを順次圧潰させた後に、サイドメンバを折り曲げ変形させることに伴って車体取付部材の脱落を起こすことができ、前後方向の変形量及び衝突エネルギの吸収を増大させて所要の衝突性能を発揮させることができる。

また、本発明の第２の局面における構成によれば、第１サイドメンバの脆弱部が、第１中車体取付部よりも前方向の側に配置され、第２サイドメンバの脆弱部が、第２中車体取付部よりも前方向の側に配置されることにより、脆弱部を中車体取付部が後方向の側から支えることができ、衝突荷重を脆弱部に集中させ安定して圧潰を生じさせることができる。

また、本発明の第３の局面における構成によれば、第１サイドメンバの脆弱部が、前後方向において第１前車体取付部及び第１中車体取付部の間に設定され、上方向の側に折れ曲げられる第１前折曲部及び第１前折曲部よりも後方向の側で上下方向の下方向の側に折れ曲げられる第１後折曲部を有し、第２サイドメンバの脆弱部が、前後方向において第２前車体取付部及び第２中車体取付部の間に設定され、上方向の側に折れ曲げられる第２前折曲部及び第２前折曲部よりも後方向の側で下方向の側に折れ曲げられる第２後折曲部を有することにより、前後方向の変形量及び衝突エネルギの吸収量をより増大させることができる。

また、本発明の第４の局面における構成によれば、第１サイドメンバが、後方向の側に行くに従って上下方向の下方向の側に下がりながら傾斜して前後方向に延在する延在方向を有し、第１サイドメンバの脆弱部が、前面衝突荷重により第１サイドメンバの延在方向に圧潰される圧潰部を有して、かかる圧潰部が、延在方向に直交する方向において、第１サイドメンバの上壁部が第１サイドメンバの下壁部の側に陥設された凹部及び下壁部が上壁部の側に陥設された凹部から成り、第２サイドメンバが、後方向の側に行くに従って上下方向の下方向の側に下がりながら傾斜して前後方向に延在する延在方向を有し、第２サイドメンバの脆弱部が、衝突荷重により第２サイドメンバの延在方向に圧潰される圧潰部を有して、かかる圧潰部が、延在方向に直交する方向において、第２サイドメンバの上壁部が第２サイドメンバの下壁部の側に陥設された凹部及び下壁部が上壁部の側に陥設された凹部から成ることにより、脆弱部が圧潰しながらサイドメンバを折り曲げ変形させる起点を作ることができ、衝突エネルギを吸収しながら車体取付部材の脱落をより確実に起こすことができる。

また、本発明の第５の局面における構成によれば、第１クラッシュボックス及び第２クラッシュボックスの各々が、前後方向に延在する筒状部材であると共に、筒状部材の前方向の側の開口端部を閉じる閉じ部材を有することにより、前面衝突荷重を受けた際に開口端部の変形を抑制することができるため、第１クラッシュボックス及び第２クラッシュボックスに安定した圧潰を生じさせることができる。

また、本発明の第６の局面における構成によれば、第１クラッシュボックスの脆弱部が、第１前最大荷重を受ける際に前後方向に圧潰される圧潰部を有すると共に、前後方向及び上下方向で規定する平面で切った縦断面において、第１クラッシュボックスの断面積が減じられた複数の小断面形状部を有し、複数の小断面形状部における断面積は、前方向側から後方向側に行くに複数の小断面形状部において最も前方向の側に位置する最前形状部の上下方向の長さが、複数の小断面形状部における最前形状部以外の形状部の上下方向の長さよりも短くなるように設定され、第２クラッシュボックスの脆弱部が、第２前最大荷重を受ける際に前後方向に圧潰される圧潰部を有すると共に、前後方向及び上下方向で規定する平面で切った縦断面において、第２クラッシュボックスの断面積が減じられた複数の小断面形状部を有し、複数の小断面形状部において最も前方向の側に位置する最前形状部の上下方向の長さが、複数の小断面形状部における最前形状部以外の形状部の上下方向の長さよりも短くなるように設定されることにより、前面衝突荷重を受けたクラッシュボックスにおいて、その前部から圧潰を生じさせてその後部に向けて全体的に圧潰させることができる。

また、本発明の第７の局面における構成によれば、第１クラッシュボックスの脆弱部が、車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に印加される衝突荷重により、第１サイドメンバの脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、第１サイドメンバの脆弱部が、衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、第２クラッシュボックスの脆弱部が、衝突荷重により、第２サイドメンバの脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、第２サイドメンバの脆弱部が、衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有することにより、高い強度及び剛性を維持しながら、前面衝突荷重が印加されたときに、クラッシュボックス及びサイドメンバを順次圧潰させた後に、サイドメンバを折り曲げ変形させることに伴って車体取付部材の脱落を起こすことができ、前後方向の変形量及び衝突エネルギの吸収を増大させて所要の衝突性能を発揮させることができる。

また、本発明の第８の局面における構成によれば、第１クラッシュボックスの脆弱部において、車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に印加される衝突荷重により、第１サイドメンバの脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始され、第１サイドメンバの脆弱部において、衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始され、第２クラッシュボックスの脆弱部において、衝突荷重により、第２サイドメンバの脆弱部が圧潰及び折り曲げ変形されるよりも先だって圧潰が開始され、第２サイドメンバの脆弱部において、衝突荷重により、折り曲げ変形されるよりも先だって圧潰が開始されることにより、衝突荷重が車両用サブフレームに印加された際の衝突エネルギを吸収するものであるため、高い強度及び剛性を維持しながら、前面衝突荷重が印加されたときに、クラッシュボックス及びサイドメンバを順次圧潰させた後に、サイドメンバを折り曲げ変形させることに伴って車体取付部材の脱落を起こすことができ、前後方向の変形量及び衝突エネルギの吸収を増大させて所要の衝突性能を発揮させることができる。

図１は、本発明の実施形態における車両用サブフレームの構成を示す平面図である。 図２は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示す底面図である。 図３は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示す左側面図である。 図４（ａ）は、図１のＡ－Ａ断面図であり、図４（ｂ）は、図１のＢ－Ｂ断面図である。 図５（ａ）は、図３のＣ－Ｃ断面図であり、図５（ｂ）は、図３のＦ－Ｆ断面図であり、図５（ｃ）は、図３のＧ－Ｇ断面図である。 図６（ａ）は、本実施形態における車両用サブフレームのクラッシュボックスの構成を示す左拡大部分側面図であって、図６（ｂ）は、本実施形態における車両用サブフレームのサイドメンバの構成を示す左拡大部分側面図であり、いずれも位置的は図３に相当する。 図７（ａ）は、本実施形態における車両用サブフレームが車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に向けて印加される衝突荷重を受けて変形した変形状態を示す図３に相当する模式的左側面図であり、図７（ｂ）は、本実施形態における車両用サブフレームが車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に向けて印加される衝突荷重を受けて変形する際に、車両用サブフレームの前後方向における変形量に対する車両用サブフレームが受ける荷重の変化を示す模式図である。

以下、図１から図７を適宜参照して、本発明の実施形態における車両用サブフレームにつき詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成す。また、ｘ軸の正方向が車体の右方向であり、ｙ軸の正方向が車体の前方向であり、かつ、ｚ軸の正方向が車体の上方向である。また、ｘ軸の方向を幅方向又は横方向、ｙ軸の方向を前後方向及びｚ軸の方向を上下方向と呼ぶことがある。

図１から図３は、各々、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示す平面図、底面図及び左側面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図１のＡ－Ａ断面図及びＢ－Ｂ断面図であり、いずれもｙ軸及びｚ軸が成すｙ－ｚ平面に平行な平面で切った縦断面図である。図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、図３のＣ－Ｃ断面図、Ｆ－Ｆ断面図及びＧ－Ｇ断面図であり、いずれもｘ軸及びｚ軸が成すｘ－ｚ平面に平行な平面で切った縦断面図である。図６（ａ）は、本実施形態における車両用サブフレームのクラッシュボックスの構成を示す左拡大部分側面図であって、図６（ｂ）は、本実施形態における車両用サブフレームのサイドメンバの構成を示す左拡大部分側面図であり、いずれも位置的は図３に相当する。また、図７（ａ）は、本実施形態における車両用サブフレームが車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に向けて印加される衝突荷重（撃力）を受けて変形した変形状態を示す図３に相当する模式的左側面図であり、図７（ｂ）は、本実施形態における車両用サブフレームが車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に向けて印加される衝突荷重を受けて変形する際に、前後方向における車両用サブフレームの変形量（横軸）に対する車両用サブフレームが受ける荷重（縦軸）の変化を示す模式図である。ここで、図７（ｂ）において、変形中等で変形量が増加し易い（時間変化が大きい）と荷重の傾きが小さくなり、変形前や変形後で変形量が増加し難い（時間変化が小さい）と荷重の傾きが大きくなる。なお、図３、図４（ｂ）及び図５中では、便宜上、左側の構成要素の符号及び右側の構成要素の符号の一方を括弧書きで示している。図３及び図７（ａ）中では、便宜上、仮想線Ｂで車体の一部を示している。図５（ａ）中では、図３のＤ－Ｄ断面図及びＥ－Ｅ断面図の輪郭線を仮想線Ｃで模式的に示している。また、図５中の断面は、典型的には矩形状断面であり、ｈ１、Ｈ１等の寸法は、便宜上板内間の寸法として示している。

図１から図７に示すように、サブフレーム１は、いずれも図示を省略するが、自動車等の車両の駆動源である内燃機関及び電動モータの一方又は双方と、それらの所要な変速機や減速機と、を収容する収容室内で、前後方向に延在するフロントサイドフレーム等の車体に装着されながら、駆動源、変速機及び減速機の内の所要のものやサスペンションアーム等を支持するものである。かかるサブフレーム１は、典型的には、ｙ－ｚ平面と平行な平面であって車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称（面対称）な形状を有する。

サブフレーム１においては、いずれも詳細は後述するが、車体に装着される部位として、第１車体取付部Ａ１、第２車体取付部Ａ２、第３車体取付部Ａ３、第４車体取付部Ａ４、第５車体取付部Ａ５及び第６車体取付部Ａ６の６カ所が設定され、サスペンションアームを支持する部位として、第１支持部Ｓ１、第２支持部Ｓ２、第３支持部Ｓ３及び第４支持部Ｓ４の４カ所が設定されている。

また、サブフレーム１においては、各種の外力印加部品の装着用の取付部が設定されており、かかる各種の取付部としては、いずれも詳細は後述するが、ステアリングギヤボックス左取付部Ａ７、ステアリングギヤボックス右取付部Ａ８、駆動源、変速機及び減速機の内の所要のものを取り付ける複数のマウント取付部Ａ９、スタビライザ左取付部Ａ１０及びスタビライザ右取付部Ａ１１が挙げられる。

具体的には、サブフレーム１は、主として、閉断面を幅方向に連続して画成しながら幅方向に延在して配設されるクロスメンバ１０と、クロスメンバ１０等に連結されてその左端部の側に配設される左取付部材６０と、クロスメンバ１０等に連結されてその右端部の側に配設される右取付部材８０と、クロスメンバ１０並びに左取付部材６０及び右取付部材８０等に連結されると共に、前後方向に延在しながら幅方向で互いに対向して配設される一対のサイドメンバである左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１５０と、クロスメンバ１０、左取付部材６０及び右取付部材８０並びに左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１５０等に連結されると共にクロスメンバ１０の後方向の側に配設される後アッパメンバ２１０と、クロスメンバ１０、左取付部材６０及び右取付部材８０、左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１５０並び後アッパメンバ２１０に連結されると共に後アッパメンバ２１０に上下方向で対向して後アッパメンバ２１０の下方向の側に配設される後ロアメンバ２３０と、幅方向に延在してクロスメンバ１０に前後方向で対向しクロスメンバ１０の前方向の側に配設されると共に左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１５０を連結する前クロスメンバ２４０と、左サイドメンバ１１０の前端部に連結されると共に左サイドメンバ１１０の前端部から前方向に延在して配設される左クラッシュボックス２６０と、右サイドメンバ１５０の前端部に連結されると共に右サイドメンバ１５０の前端部から前方向に延在して配設される右クラッシュボックス２８０と、を主として備える。これらの部材は、各々、典型的には、鋼板等の平板部材をプレス成形して得られるものであり、互いの重ね合わされた部分や突き合わされた部分が対応して当接された状態でプラグ溶接やアーク溶接等で溶接されて一体化されることにより、サブフレーム１は、基本的には閉断面形状を呈している。なお、これらの部材は、アルミ鋳造材等の金属材を鋳造して得られるものであってもよい。また、後アッパメンバ２１０、後ロアメンバ２３０及び前クロスメンバ２４０は、部品レイアウト上や衝突時を含む強度上等で必要とされない場合には、適宜選択的に省略してもよいが、本実施形態では、これらの部材をも備えた構成を例として説明する。

クロスメンバ１０は、幅方向に延在する横上部材１２と、横上部材１２の下方向の側でそれに上下方向で対向しながら幅方向に延在して配設されると共に、横上部材１２に当接してそれに典型的にはアーク溶接等で溶接されることにより一体化された横下部材２２と、を備える。また、クロスメンバ１０は、互いに一体化された横上部材１２及び横下部材２２により、ｙ－ｚ平面に平行な平面における閉断面（縦閉断面）を幅方向に連続して画成する。

詳しくは、横上部材１２は、典型的には単一の１枚の鋼板等の板部材から成形され、基本的に上方向に凸の形状を呈した板部材であり、上壁部１４、前縦壁部１６、及び前縦壁部１６の後方向の側で前縦壁部１６に前後方向で対向する後縦壁部１８を有する。上壁部１４は、幅方向における横上部材１２の全長にわたって設けられているが、前縦壁部１６及び後縦壁部１８は、幅方向における横上部材１２の一部で消失している部分を有していてもよい。

上壁部１４は、前縦壁部１６及び後縦壁部１８を接続すると共に、その幅方向の中間部において、前方向に突出するように張り出した張出部２０を有する。張出部２０に対応する幅方向の部位における上壁部１４には、それを貫通する貫通孔２１が形成される。

横下部材２２は、典型的には単一の１枚の鋼板等の板部材から成形され、基本的に下方向に凸の形状を呈した板部材であり、底壁部２４、前縦壁部２６、及び前縦壁部２６の後方向の側で前縦壁部２６に前後方向で対向する後縦壁部２８を有する。底壁部２４、前縦壁部２６、及び後縦壁部２８は、幅方向における横下部材２２の全長にわたって設けられているが、前縦壁部２６及び後縦壁部２８は、幅方向における横下部材２２の一部で消失している部分を有していてもよい。

底壁部２４は、その幅方向の中間部において、横上部材１２の張出部２０に対応して、前方向に突出するように張り出した張出部３０を有する。張出部３０に対応する幅方向の部位における底壁部２４には、それを貫通する貫通孔３１が、横上部材１２の貫通孔２１に対応して形成されている。これらの貫通孔２１及び３１に対応して、クロスメンバ１０の内部には、典型的には金属製の筒状部材であって図示を省略するカラー部材が固設されている。

ここで、クロスメンバ１０の左端部の側には、図示を省略する左側サスペンション部材を装着するための左開口端部３５が設けられ、クロスメンバ１０の右端部の側には、図示を省略する右側サスペンション部材を装着するための右開口端部４５が設けられる。つまり、左開口端部３５及び右開口端部４５は、幅方向におけるクロスメンバ１０の両端部の側に設定されている。

クロスメンバ１０の左端部では、横上部材１２における前縦壁部１６及び後縦壁部１８、並びに横下部材２２の前縦壁部２６及び後縦壁部２８は実質消失しているため、横上部材１２の上壁部１４と、横下部材２２の底壁部２４と、左支持部材３６の縦壁部３８と、左取付部材６０の左前部材６４と、で囲われた左側面視で矩形状の開口端部として、左開口端部３５が画成される。左開口端部３５において、左支持部材３６の縦壁部３８及び左取付部材６０の左前部材６４は共に平板部で互いに前後方向で対向し、このように対向する一方の縦壁部３８には、それを貫通する貫通孔４１が形成されると共に、貫通孔４１に対しては、縦壁部３８から前方向を向いてナット４２が起立するように固設される。縦壁部３８に前後方向で対向する左取付部材６０の左前部材６４の部分には、それを貫通する貫通孔４３が縦壁部３８の貫通孔４１に対応して形成されている。左支持部材３６は、典型的には単一の１枚の鋼板等の板部材から成形される部材であり、縦壁部３８並びに少なくとも上方向の側及び下方向の側で縦壁部３８から曲げ起こされたフランジ部４０を有し、かかるフランジ部４０がクロスメンバ１０における横上部材１２の上壁部１４の下方向の側及び横下部材２２の底壁部２４の上方向の側でそれらに重ね合わされて当接し、典型的にはアーク溶接等でそれらに対応して溶接されて一体化されている。

クロスメンバ１０の右端部に画成される右開口端部４５に関連する構成は、左開口端部３５に関連する構成に対して、ｙ－ｚ平面と平行な平面であって車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称なものであるため、その詳細な説明は省略するが、右開口端部４５は、横上部材１２の上壁部１４と、横下部材２２の底壁部２４と、右支持部材４６の縦壁部４８と、右取付部材８０の右前部材８４と、で囲われ、左開口端部３５における貫通孔４１、ナット４２及び貫通孔４３に対応して貫通孔５１、ナット５２及び貫通孔５３を有する右側面視で矩形状の開口端部である。右支持部材４６は、典型的には単一の１枚の鋼板等の板部材から成形される部材であり、縦壁部４８並びに少なくとも上方向の側及び下方向の側で縦壁部４８から曲げ起こされたフランジ部５０を有し、かかるフランジ部５０がクロスメンバ１０における横上部材１２の上壁部１４の下方向の側及び横下部材２２の底壁部２４の上方向の側でそれらに重ね合わされて当接し、典型的にはアーク溶接等でそれらに対応して溶接されて一体化されている。

また、幅方向におけるクロスメンバ１０の左右の両端部の側には、左開口端部３５及び右開口端部４５に対応した態様で、サブフレーム１を車体に取り付けるための一対の取付部材である左取付部材６０及び右取付部材８０が対応して配設される。

左取付部材６０は、基本的に上方向に向かって突出しながらクロスメンバ１０の左端部の側に配設される左後部材６２と、基本的に上方向に向かって突出しながらクロスメンバ１０の左端部の側に配設されると共に左後部材６２に対して前方向の側に配設される左前部材６４と、を備える。左後部材６２及び左前部材６４は、各々、典型的には、鋼板等の一枚の平板部材をプレス成形して得られるものであってアーク溶接等で対応して溶接されて、互いの開いた部分を塞ぐ態様で一体化されており、左取付部材６０は、閉断面形状を呈している。なお、成形性は煩雑になるが、必要に応じて、左後部材６２及び左前部材６４は、別体の２枚の鋼板等の板部材ではなく、単一の１枚の鋼板等の板部材から成形されるものであってもよい。

詳しくは、左前部材６４は、その下方向の側、前方向の側、左方向の側、右方向の側及び上方向の側の各々の壁部である底壁部６５、前縦壁部６６、左縦壁部６７、傾斜壁部６８及び上壁部６９を対応して備える。底壁部６５は、クロスメンバ１０の横下部材２２の底壁部２４の上方向の側で、それに当接してプラグ溶接やアーク溶接等で溶接されている。前縦壁部６６は、底壁部６５、左縦壁部６７、傾斜壁部６８及び上壁部６９に接続し、前縦壁部６６の下部は、左支持部材３６の縦壁部３８において貫通孔４１が形成されている平板部に前後方向で対向する平板部を構成して貫通孔４３を有し、前縦壁部６６における貫通孔４３よりも上部は、クロスメンバ１０の横上部材１２の上壁部１４及び左サイドメンバ１１０の左上部材１１２の各々に当接してアーク溶接等で溶接されている。左縦壁部６７は、底壁部６５、前縦壁部６６及び上壁部６９に接続している。傾斜壁部６８は、前縦壁部６６及び上壁部６９に接続し、その下部は、クロスメンバ１０の横上部材１２の上壁部１４、左サイドメンバ１１０（左上部材１１２及び左下部材１３２の少なくと一方）及び後アッパメンバ２１０の左前端部の各々に当接して、アーク溶接等で溶接されている。上壁部６９には、図示を省略する車体取付用ボルトを挿通する貫通孔７０が形成されている。つまり、左前部材６４は、クロスメンバ１０、左サイドメンバ１１０及び後アッパメンバ２１０と一体化されている。なお、サブフレーム１が車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に向けて印加される衝突荷重を受けて変形する際に、左取付部材６０が下方向の側に偏位することができるように、貫通孔７０に挿通されて締結状態にあるボルトから貫通孔７０の周囲の上壁部６９に力を印加してそれを変形させ、そのボルトを貫通孔７０から外して離脱させるために、貫通孔７０の孔形状を円形以外の楕円形、角形及び液滴形等の形状としたり、貫通孔７０の周壁に切欠を入れた切り欠き形状としてもよい。

左後部材６２は、左前部材６４の後方向の側で左前部材６４の各壁部に当接してアーク溶接等で各々溶接される壁部６３を備える。壁部６３において、更に、壁部６３の下端部は、クロスメンバ１０の横下部材２２の底壁部２４の上方向の側で、それに対して重なった部分が当接してアーク溶接等で溶接されると共に、その下端部よりも上部で左サイドメンバ１１０の左上部材１１２及び後アッパメンバ２１０の左前端部に当接する部分は、各々、アーク溶接等で溶接され、左後部材６２は、クロスメンバ１０、左サイドメンバ１１０及び後アッパメンバ２１０と一体化されている。

クロスメンバ１０の右端部の側に配設される右取付部材８０に関連する構成は、左取付部材６０に関連する構成に対して、ｙ－ｚ平面と平行な平面であって車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称なものであるため、その詳細な説明は省略するが、右取付部材８０は、左取付部材６０における左後部材６２、壁部６３、左前部材６４、底壁部６５、前縦壁部６６、左縦壁部６７、傾斜壁部６８、上壁部６９及び貫通孔７０に対応して、右後部材８２、壁部８３、右前部材８４、底壁部８５、前縦壁部８６、右縦壁部８７、傾斜壁部８８、上壁部８９及び貫通孔９０を有する。

左サイドメンバ１１０は、基本的に上方向に凸の凸形状を呈し、クロスメンバ１０の横上部材１２の上壁部１４に対してその下方向の側でそれに当接しながら、左側を前後方向に延在する板部材である左上部材１１２と、左上部材１１２の下方向の側でそれに上下方向で対向して配設されると共に基本的に下方向に凸の凸形状を呈して、クロスメンバ１０の横下部材２２の底壁部３４に対してその上方向の側でそれに当接しながら、前後方向に延在する板部材である左下部材１３２と、を備える。左上部材１１２及び左下部材１３２では、互いの重ね合わされた部分や突き合わされた部分が対応して当接された状態で典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されて、左上部材１１２及び左下部材１３２が一体化されている。なお、左サイドメンバ１１０においては、成形性は煩雑になるが、必要に応じて、左上部材１１２及び左下部材１３２は、別体の２枚の鋼板等の板部材ではなく、単一の１枚の鋼板等の板部材や筒部材から成形されるものであってもよい。

詳しくは、左上部材１１２は、上壁部１１４、左側壁部１１６、及び左側壁部１１６の右方向の側で左側壁部１１６に幅方向で対向する右側壁部１１８を有し、上壁部１１４は、左側壁部１１６及び右側壁部１１８を接続すると共に、その前端部に貫通孔１１９及びその後端部に貫通孔１２０を有して、傾斜せずに前後方向に延在する前端部と傾斜せずに前後方向に延在する後端部との間の中間部に傾斜部１２２を有する。傾斜部１２２は、後方向に向かって、前曲がり部１２３で下降し始め後曲がり部１２４で下降を終わるように下降しながら直状に延在する中間部であって、前後方向に対する傾斜部１２２の下降の傾斜角αは、典型的には１５°以下で０°より大の一定値に設定されている。左上部材１１２は、傾斜部１２２における後曲がり部１２４と後曲がり部１２４よりも前方向の側の所定部分とにわたり、傾斜角αで傾斜部１２２が延在する延在方向（傾斜方向）Ａに直交する方向Ａ’において、上壁部１１４の一般部Ｇが左下部材１３２の側を向いた向きに凸となるように陥設された凹部１２６を有する。凹部１２６は、傾斜部１２２の後端部で傾斜方向Ａに所定長さで延在するように設定されており、凹部１２６の後曲がり部１２４の側の端部である後端部の位置は、その後端部から前曲がり部１２３までの距離よりも、その後端部から後曲がり部１２４までの距離が近くなるように設定されるもので、典型的は後曲がり部１２４の位置（後曲がり部１２４が屈曲部である場合にはその折れ線の位置であり、後曲がり部１２４が湾曲部である場合にはその湾曲の範囲内の位置）に一致するように設定されるものであるが、上壁部１１４が陥設されていない一般部Ｇと凹部１２６との間の変化面は、後曲がり部１２４を左上部材１１２の後端部の側に超えて延出してもよい。なお、詳細は後述するような凹部１２６及び１４６が前後方向に圧潰される際に、その圧潰を安定的に生じさせる観点からは、傾斜角αは１０°以下の一定値に設定することが好ましい。

左下部材１３２は、底壁部１３４、左側壁部１３６、及び左側壁部１３６の右方向の側で左側壁部１３６に幅方向で対向する右側壁部１３８を有し、底壁部１３４は、左側壁部１３６及び右側壁部１３８を接続すると共に、その前端部に貫通孔１３９及びその後端部に貫通孔１４０を有して、傾斜せずに前後方向に延在する前端部と傾斜せずに前後方向に延在する後端部との間の中間部に傾斜部１４２を有する。傾斜部１４２は、後方向に向かって、前曲がり部１４３で下降し始め後曲がり部１４４で下降を終わるように傾斜角αで傾斜方向Ａと平行に下降しながら直状に延在する中間部である。但し、傾斜部１４２は、前曲がり部１４３に連続して後方向に連なって傾斜角αよりも大きな傾斜角で下降する急傾斜部１４５を含んでいてもよい。左下部材１３２は、傾斜部１４２における後曲がり部１４４と後曲がり部１４４よりも前方向の側の所定部分とにわたり、方向Ａ’において、底壁部１３４の一般部Ｇが左上部材１１２の側を向いた向きに凸となるように陥設された凹部１４６を有する。凹部１４６と左上部材１１２の凹部１２６とは方向Ａ’で対向する、つまり凹部１４６における底壁部１３４が陥設された部分と左上部材１１２の凹部１２６における上壁部１１４が陥設された部分とは、典型的には、互いに平行であって、かつ方向Ａ’に見て同じ輪郭形状を有してはみ出さないように重なり合う位置的関係にある。底壁部１３４は、前後方向において、後曲がり部１４４と貫通孔１４０との間に、貫通孔１４７、１４８及び１４９を有している。貫通孔１３９及び１４０は、左上部材１１２の貫通孔１１９及び１２０の下方向の側でそれらに対応して上下方向で対向しており、左上部材１１２には、貫通孔１４７、１４８及び１４９の上方向の側で対応して上下方向で対向し図示を省略した貫通孔が形成されていると共に、これらの貫通孔に対応して、左サイドメンバ１１０の内部には、典型的には金属製の筒状部材であって図示を省略するカラー部材が固設されている。

左サイドメンバ１１０においては、サブフレーム１が車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に向けて印加される衝突荷重を受けて変形する際に、前曲がり部１２３及び１４３、後曲がり部１２４及び１４４、凹部１２６及び１４６は脆弱部として機能し、具体的には、かかる衝突荷重の印加により、まず凹部１２６及び１４６が前後方向に圧潰され始め、それらが前後方向に凹部１２６及び１４６の前後方向の当初の全長の例えば２割から３割以下の長さ程度にまで潰されて短くなると実質的に潰され切った状態となり、前曲がり部１２３及び１４３が上方向の側に凸となる折れ曲がり変形が開始されると共に、このように潰されて短くなった凹部１２６及び１４６を折れ曲がりの起点として、後曲がり部１２４及び１４４が下方向の側に凸となるような折れ曲がり変形が開始されて、衝突荷重の印加が終わる際には、前曲がり部１２３及び１４３並びに後曲がり部１２４及び１４４の各々で折れ曲がって形成される２辺が互いに近接するような折れ曲がり状態を呈する。ここで、典型的には、左上部材１１２及び左下部材１３２の各々の材質や板厚は同じものに設定されており、図５（ｂ）に示す前曲がり部１２３及び１４３における縦断面の断面積、図５（ｃ）に仮想線Ｇで示す後曲がり部１２４及び１４４における縦断面の断面積、及び図５（ｃ）に示す凹部１２６及び１４６における縦断面の断面積を比較すると、凹部１２６及び１４６のものが最も小さく設定され、かつ凹部１２６及び１４６は傾斜方向Ａに所定長さで延在するものであるため、最初に凹部１２６及び１４６の圧潰が開始される。次に、傾斜部１４２を介して前後方向に順に配置される前曲がり部１２３及び１４３並びに後曲がり部１２４及び１４４については、前曲がり部１２３及び１４３における縦断面では、幅（幅方向の長さ）ｂ１が後曲がり部１２４及び１４４における縦断面での幅ｂ２よりもかなり広くなっているが、前曲がり部１２３及び１４３の折り曲げ強度と、後曲がり部１２４及び１４４の折り曲げ強度と、が等価なものとなるように、高さ（上下方向の長さ）ｈ１は後曲がり部１２４及び１４４における縦断面での高さｈ２よりも所定長ほど低く設定されているため、前曲がり部１２３及び１４３が上方向の側に凸となる折れ曲がり変形と、後曲がり部１２４及び１４４が下方向の側に凸となるような折れ曲がり変形と、が実質同時期に開始されることになる。この際、後曲がり部１２４及び１４４が下方向の側に凸となるような折れ曲がりの起点となる部分は、後曲がり部１２４及び１４４における縦断面よりも高さが低められた縦断面で所定の長さまで潰されて短くなって後曲がり部１２４及び１４４に隣接して前方の側に位置する凹部１２６及び１４６である。また、傾斜部１４２が前曲がり部１４３に連続して急傾斜部１４５を含む場合には、前曲がり部１２３及び１４３が上方向の側に凸となる折れ曲がり変形がより促進されることになる。なお、必要に応じて、左上部材１１２及び左下部材１３２の各々の材質や板厚を異ならせてもよい。

左サイドメンバ１１０は、左取付部材６０に溶接されていることに加えて、左上部材１１２がクロスメンバ１０の横上部材２２の前縦壁部１６に対して前方向の側から典型的にはアーク溶接等で対応して溶接され、左下部材１３２がクロスメンバ１０の横下部材２２の底壁部２４の上方向の側でそれに当接してプラグ溶接やアーク溶接等で溶接されることにより、クロスメンバ１０と一体化されている。また、左サイドメンバ１１０は、左上部材１１２が後アッパメンバ２１０の左後端部に当接してアーク溶接等で溶接され、左下部材１３２が後ロアメンバ２３０の左端部に当接してアーク溶接等で溶接されることにより、後アッパメンバ２１０及び後ロアメンバ２３０と一体化されている。なお、左上部材１１２及び左下部材１３２は、１枚の鋼板等の板部材で構成しているが、必要に応じて、前後方向の途中で分割した複数の鋼板等の板部材を連結して構成してもよい。また、かかる複数の板部材は、それらの板厚を異ならせてもよい。

左サイドメンバ１１０の右側でそれに幅方向で対向して配設される右サイドメンバ１５０に関連する構成は、左サイドメンバ１１０に関連する構成に対して、ｙ－ｚ平面と平行な平面であって車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称なものであるため、その詳細な説明は省略するが、左サイドメンバ１１０の左上部材１１２、上壁部１１４、左側壁部１１６、右側壁部１１８、貫通孔１１９、１２０、傾斜部１２２、前曲がり部１２３、後曲がり部１２４、凹部１２６、貫通孔１２７、１２８及び１２９、左下部材１３２、底壁部１３４、左側壁部１３６、右側壁部１３８、貫通孔１３９、１４０、傾斜部１４２、前曲がり部１４３、後曲がり部１４４、凹部１４６、貫通孔１４７、１４８及び１４９に対応して、右上部材１５２、上壁部１５４、右側壁部１５６、左側壁部１５８、貫通孔１５９、１６０、傾斜部１６２、前曲がり部１６３、後曲がり部１６４、急傾斜部１６５、凹部１６６、貫通孔１６７、１６８及び１６９、右下部材１７２、底壁部１７４、右側壁部１７６、左側壁部１７８、貫通孔１７９、１８０、傾斜部１８２、前曲がり部１８３、後曲がり部１８４、急傾斜部１８５、凹部１８６、貫通孔１８７、１８８及び１８９を有する。

後アッパメンバ２１０は、幅方向に延在するその前端の中間部がクロスメンバ１０の横上部材１２の上壁部１４の後端部にその上方向の側から重なり、その左端部が左取付部材６０の左後部材６２及び左前部材６４にそれらの上方向の側から対応して重なり、その右端部が右取付部材８０の右後部材８２及び右前部材８４にその上方向の側から対応して重なり、かつ、前後方向に各々延在するその左右の両端部が左サイドメンバ１１０の左上部材１１２の上壁部１１４及び右サイドメンバ１５０の右上部材１５２の上壁部１５４に対応してその上方向の側から重なる板部材である。このように後アッパメンバ２１０の重なる部分の端部が典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されることにより、後アッパメンバ２１０は、クロスメンバ１０、左取付部材６０、右取付部材８０、左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１５０と一体化されている。また、後アッパメンバ２１０は、幅方向に延在するその後端部が後ロアメンバ２３０に典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されてこれと一体化されている。

詳しくは、後アッパメンバ２１０には、幅方向に延在するその前端部における左右の両端部で左取付部材６０及び右取付部材８０の後方向の側に対応して、上方向に向かって起立するナット２１１及び２１２が固設されている。ナット２１１及び２１２は、図示を省略するステアリングギヤボックスの複数の固定部の内の１つを対応して取り付けるためのものであり、後アッパメンバ２１０には、ナット２１１及び２１２に対応して、貫通孔２１３及び２１４が形成されている。後アッパメンバ２１０には、左サイドメンバ１１０の左下部材１３２の貫通孔１４７、１４８及び１４９の上方向の側で対応して上下方向で対向した貫通孔２１５、２１６及び２１７が形成されると共に、貫通孔２１５及び２１６の間には、後アッパメンバ２１０の一部を下方向に陥設して形成されると共に図示を省略するスタビライザバーを幅方向に挿通自在な溝部２１８が幅方向にわたって設けられている。同様に、後アッパメンバ２１０には、右サイドメンバ１５０の右下部材１７２の貫通孔１８７、１８８及び１８９の上方向の側で対応して上下方向で対向した貫通孔２２５、２２６及び２２７が形成されると共に、貫通孔２２５及び２２６の間には、貫通孔２１５及び２１６の間の溝部２１８が幅方向に連続して延在している。

後アッパメンバ２１０の下方向の側でそれに上下方向で対向する後ロアメンバ２３０は、幅方向に延在するその前端部が上下方向でクロスメンバ１０の横下部材２２の底壁部２４の後端部にその下方向の側から重なり、前後方向に各々延在するその左右の端部が上下方向で左サイドメンバ１１０の左下部材１３２の底壁部１３４の右端部及び右サイドメンバ１５０の右下部材１７２の底壁部１７４の左端部に対応して重なる板部材であって、後アッパメンバ２１０の貫通孔２１３及び２１４の下方向の側でそれらに対応して上下方向で対向した貫通孔２３３及び２３４が形成されている。また、このように後ロアメンバ２２０の重なる部分の端部が典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されることにより、後ロアメンバ２２０は、クロスメンバ１０、並びに左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１５０と一体化されている。また、後ロアメンバ２３０は、幅方向に延在するその後端部が後アッパメンバ２１０の後端部に当接して典型的にはアーク溶接等で溶接されており、これにより、後ロアメンバ２３０は、後アッパメンバ２１０と一体化されている。また、クロスメンバ１０、左サイドメンバ１１０、右サイドメンバ１５０、後アッパメンバ２１０及び後ロアメンバ２３０で囲まれる部分は、閉空間を画成することになる。

前クロスメンバ２４０は、その左方向の側が左サイドメンバ１１０の前後方向における前曲がり部１２３及び１４３と凹部１２６及び１４６との間で左サイドメンバ１１０に当接してそれに典型的にはアーク溶接等で溶接されることにより一体化され、その右方向の側が右サイドメンバ１５０の前後方向における前曲がり部１６３及び１８３と凹部１６６及び１８６との間で右サイドメンバ１５０に当接してそれに典型的にはアーク溶接等で溶接されることにより一体化されている。前クロスメンバ２４０は、幅方向に延在する横上部材２４２と、横上部材２４２の下方向の側でそれに上下方向で対向しながら幅方向に延在して配設されると共に、横上部材２４２に当接してそれに典型的にはアーク溶接等で溶接されることにより一体化された横下部材２５２と、を備える。また、前クロスメンバ２４０は、互いに一体化された横上部材２４２及び横下部材２５２により、ｙ－ｚ平面に平行な平面における閉断面（縦閉断面）を幅方向に連続して画成する。

詳しくは、横上部材２４２は、典型的には単一の１枚の鋼板等の板部材から成形され、基本的に上方向に凸の形状を呈した板部材であり、上壁部２４４、前縦壁部２４６、及び前縦壁部２４６の後方向の側で前縦壁部２４６に前後方向で対向する後縦壁部２４８を有する。上壁部２４４は、前縦壁部２４６及び後縦壁部２４８を接続すると共に、複数の貫通孔２４９を有する。

横下部材２５２は、典型的には単一の１枚の鋼板等の板部材から成形され、基本的に下方向に凸の形状を呈した板部材であり、底壁部２５４、前縦壁部２５６、及び前縦壁部２５６の後方向の側で前縦壁部２５６に前後方向で対向する後縦壁部２５８を有する。底壁部２５４は、前縦壁部２５６及び後縦壁部２５８を接続すると共に、横上部材２４２の複数の貫通孔２４９の下方向の側でそれらに対応して上下方向で対向した複数の貫通孔２５９を有する。なお、前クロスメンバ２４０においては、成形性は煩雑になるが、必要に応じて、横上部材２４２及び横下部材２５２は、別体の２枚の鋼板等の板部材ではなく、単一の１枚の鋼板等の板部材や筒部材から成形されるものであってもよい。

左クラッシュボックス２６０は、その後端部に典型的にはアーク溶接等で溶接されると共に左サイドメンバ１１０の前端部に符号を省略するボルト等で締結される固定部材２６１と、前後方向に延在する左上部材２６２と、左上部材２６２の下方向の側でそれに上下方向で対向しながら前後方向に延在して配設されると共に、左上部材２６２に当接してそれに典型的にはアーク溶接等で溶接されることにより一体化された左下部材２７２と、左上部材２６２及び左下部材２７２の前端部に典型的にはアーク溶接等で溶接された平板部材である前端部材２７３と、を備え、前端部材２７３でその前端部が塞がれた筒状部材である。なお、左クラッシュボックス２６０においては、成形性は煩雑になるが、必要に応じて、左上部材２６２及び左下部材２７２は、別体の２枚の鋼板等の板部材ではなく、単一の１枚の鋼板等の板部材や筒部材から成形されるものであってもよい。また、典型的には、左上部材２６２及び左下部材２７２の各々の材質や板厚は同じものに設定されている。なお、必要に応じて、これらの各々の材質や板厚を異ならせてもよい。

詳しくは、左上部材２６２は、典型的には単一の１枚の鋼板等の板部材から成形され、基本的に上方向に凸の形状を呈した板部材であり、上壁部２６４、左側壁部２６６、及び左側壁部２６６の右方向の側で左側壁部２６６に幅方向で対向する右側壁部２６８を有し、上壁部２６４は、左側壁部２６６及び右側壁部２６８を接続すると共に、前後方向において、その前端部とその後端部との間で、上壁部２６４において仮想線で示す一般部Ｇが下方向に凸となるように陥設された複数の凹部２６５を有する。複数の凹部２６５の前後方向における長さについては、典型的には、最も前方向の側に設けられた凹部２６５の前後方向の長さＬ１が、それよりも後方向の側に設けられた凹部２６５の前後方向の長さＬｎよりも長くなるように設定されている。

左下部材２７２は、典型的には単一の１枚の鋼板等の板部材から成形され、基本的に下方向に凸の形状を呈した板部材であり、底壁部２７４、左側壁部２７６、及び左側壁部２７６の右方向の側で左側壁部２７６に幅方向で対向する右側壁部２７８を有し、底壁部２７４は、左側壁部２７６及び右側壁部２７８を接続すると共に、前後方向において、その前端部とその後端部との間で、左上部材２６２の複数の凹部２６５の下方の側でそれらと対応して上下方向で対向するように、底壁部２７４において仮想線で示す一般部Ｇが上方向に凸となるように陥設された複数の凹部２７５を有する。複数の凹部２７５の前後方向における長さについては、左上部材２６２の複数の凹部２６５のものと同様に、典型的には、最も前方向の側に設けられた凹部２７５の前後方向の長さＬ１が、それよりも後方向の側に設けられた凹部２７５の長さＬｎよりも長くなるように設定されている。複数の凹部２６５及び２７５は、脆弱部として機能し、最も前方向の側に設けられた凹部２６５及び２７５の前後方向の長さＬ１が、それらよりも後方向の側に設けられた凹部２６５及び２７５の長さＬｎよりも長くなるように設定されているため、最も前方向の側に設けられた凹部２６５及び２７５を起点として、複数の凹部２７５は、前後方向に圧潰を開始する。また、図５（ａ）に示すように、最も前方向の側に設けられた凹部２６５及び２７５の高さＨ１を、それらよりも後方向の側に設けられた凹部２６５及び２７５（仮想線Ｃで示す）の高さＨｎよりも低く設定することにより、より確実に、最も前方向の側に設けられた凹部２６５及び２７５を起点として、複数の凹部２６５及び２７５は、前後方向に圧潰を開始することになる。

更に、典型的には、左クラッシュボックス２６０の左上部材２６２及び左下部材２７２の各々の材質や板厚は、左サイドメンバ１１０の左上部材１１２及び左下部材１３２の各々の材質や板厚と同じものであるか、又はより強度の弱いものや薄いものに設定されており、図５（ａ）に示す複数の凹部２６５及び２７５における縦断面の断面積は、図５（ｂ）に示す前曲がり部１２３及び１４３における縦断面の断面積、図５（ｃ）に仮想線Ｇで示す後曲がり部１２４及び１４４における縦断面の断面積、及び図５（ｃ）に示す凹部１２６及び１４６における縦断面の断面積よりも小さく設定されている。このため、サブフレーム１が車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に向けて印加される衝突荷重を受けて変形する際に、最初に凹部１２６及び１４６の圧潰が開始されることになる。

左クラッシュボックス２６０の右側でそれに幅方向で対向して配設される右クラッシュボックス２８０に関連する構成は、左クラッシュボックス２６０に関連する構成に対して、ｙ－ｚ平面と平行な平面であって車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称なものであるため、その詳細な説明は省略するが、左クラッシュボックス２６０の固定部材２６１、左上部材２６２、上壁部２６４、凹部２６５、左側壁部２６６、右側壁部２６８、左下部材２７２、前端部材２７３、底壁部２７４、凹部２７５、左側壁部２７６及び右側壁部２７８に対応して、固定部材２８１、右上部材２８２、上壁部２８４、凹部２８５、右側壁部２８６、左側壁部２８８、右下部材２９２、前端部材２９３、底壁部２９４、凹部２９５、右側壁部２９６及び左側壁部２９８を有する。

さて、以上の構成のサブフレーム１に対して、車両の前面衝突時の前方向の側から後方向の側を向いた衝突荷重がサブフレーム１に印加された場合に、サブフレーム１の変形モードについて、詳細に説明する。ここで、サブフレーム１の変形モードは、左側の構成要素では、左クラッシュボックス２６０及び左サイドメンバ１１０の順で変形され、かつ左サイドメンバ１１０では圧潰が終わってから折り曲げ変形されるものであると共に、右側の構成要素では、右クラッシュボックス２８０及び右サイドメンバ１５０の順で変形され、かつ右サイドメンバ１５０では圧潰が終わってから折り曲げ変形が開始されるものであって、かかる変形モードを実現するため、これらの構成要素の材質、板厚、断面形状及び断面積といったこれらの変形特性を規定する力学的な特性を反映した構成が予め設定されており、サブフレーム１の左側の構成要素の力学的な特性とサブフレーム１の右側の構成要素の力学的な特性とは、互いに左右対称な構成ではあるが同じものに設定されている。また、典型的には、かかる衝突荷重は、左クラッシュボックス２６０及び右クラッシュボックス２８０の各々の前端部（前端部材２７３及び２９３）の２箇所に、互いに等しい大きさで激力的に印加されることを想定しているものであるため、以下の説明では、主として、サブフレーム１の左側の構成要素に着目して説明を進めることとする。

まず、かかる衝突荷重が印加されると、前期変形モードで、サブフレーム１の左側の構成要素の中で最も前方の側に配置される左クラッシュボックス２６０が前後方向に微小に弾性変形してその変形量がＤ１となる、つまり左クラッシュボックス２６０の前端部材２７３が衝突荷重が印加される前の初期位置から後方向の側に向かって前後方向に長さＤ１まで変位して変位量がＤ１となると、サブフレーム１、つまり左クラッシュボックス２６０は後方向の側に向かって伝達される荷重Ｆ１を受けて、左クラッシュボックス２６０における左上部材２６２及び左下部材２７２の最も前方向の側に設けられた凹部２６５及び２７５が後方向の側に向かって前後方向に潰される圧潰が開始され、前端部材２７３の変位量がＤ３（＞Ｄ１）になるとそれら及びそれらの後方の側の凹部２６５及び２７５が潰され切り、かつ左クラッシュボックス２６０の前後方向の当初の全長の例えば２割から３割以下の長さ程度にまで潰されて短くなると実質的に潰され切った状態となってここでの圧潰が終わっており、後方向の側に向かって伝達される荷重Ｆ３（＞Ｆ１）を、左サイドメンバ１１０が受けることになる。このように前端部材２７３の変位量がゼロからＤ３になるまでの初期変形モードでは、左クラッシュボックス２６０に伝達されて受けた荷重はゼロからＦ３になり、凹部２６５及び２７５の圧潰の開始後終了することになって、左クラッシュボックス２６０の変形量は、前後方向にＤ３となる。なお、前端部材２７３の変位量がＤ２（Ｄ３＞Ｄ２＞Ｄ１）で、サブフレーム１が受ける荷重がＦ２（Ｆ３＞Ｆ２＞Ｆ１）に一旦増加して、凹部２６５及び２７５の圧潰が開始されて終わるまでの間にサブフレーム１が受ける荷重の最大値をとっており、その一部は左サイドメンバ１１０が変形されることなく受けていると考えられるが、この荷重Ｆ２は、実用的には、凹部２６５及び２７５が受ける荷重の最大値であると考えてよい。

次に、かかる衝突荷重の印加中に、中期変形モードで、左サイドメンバ１１０に伝達された荷重Ｆ３は、左サイドメンバ１１０に過渡的な弾性変形を生じさせ、左クラッシュボックス２６０の前端部材２７３の後方向の側に向かって前後方向での変位量がＤ４（＞Ｄ３）に到達し、その際の荷重Ｆ４（＞Ｆ３）を左サイドメンバ１１０の凹部１２６及び１４６が受けて、凹部１２６及び１４６が傾斜方向Ａに潰される圧潰が開始され、その直後の変位量Ｄ５（＞Ｄ４）で、凹部１２６及び１４６の圧潰が開始されて終わるまでの間にサブフレーム１が受ける荷重の最大値Ｆ５（＞Ｆ４）をとっている。そして、前端部材２７３の変位量がＤ６（＞Ｄ５）になると１２６及び１４６が実質的に潰され切ってここでの圧潰が実質的に終わっており、その際の荷重Ｆ６（＞Ｆ５）を、左サイドメンバ１１０の前曲がり部１２３及び１４３、後曲がり部１２４及び１４４が受けることになる。

次に、かかる衝突荷重の印加中に、後期変形モードで、左サイドメンバ１１０の前曲がり部１２３及び１４３、後曲がり部１２４及び１４４が受けた荷重Ｆ６は、前曲がり部１２３及び１４３に上方向の側に凸となる折れ曲がり変形を開始させると共に、圧潰が実質的に終わっている凹部１２６及び１４６を折れ曲がりの起点として、後曲がり部１２４及び１４４を下方向の側に凸となるような折れ曲がり変形を開始させて、前曲がり部１２３及び１４３並びに後曲がり部１２４及び１４４の各々で折れ曲がって形成される２辺が互いに近づいていく折れ曲がり状態を呈し、これに伴って左取付部材６０の上壁部６９の貫通孔７０を介して車体Ｂに締結されていたボルトが貫通孔７０を変形させてこれから離脱して左中の第３車体取付部Ａ３が車体Ｂから脱落し、左取付部材６０が折れ曲がり変形中の左サイドメンバ１１０と共に下方向の側に移行される。そして、これ以降は、前曲がり部１２３及び１４３並びに後曲がり部１２４及び１４４の各々で折れ曲がって形成される２辺が互いに近接するように折れ曲がり状態が進んでいく。

以上の構成において、サブフレーム１が車体に装着される各種部位の内、左前の第１車体取付部Ａ１としては、左サイドメンバ１１０の左上部材１１２に設けられた貫通孔１１９、左サイドメンバ１１０の左下部材１３２に設けられた貫通孔１３９及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、右前の第２車体取付部Ａ２としては、右サイドメンバ１５０の右上部材１５２に設けられた貫通孔１５９、右サイドメンバ１５０の右下部材１７２に設けられた貫通孔１７９及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、左中の第３車体取付部Ａ３としては、左取付部材６０の上壁部６９に設けられた貫通孔７０が相当し、右中の第４車体取付部Ａ４としては、右取付部材８０の上壁部８９に設けられた貫通孔９０が相当し、左後ろの第５車体取付部Ａ５としては、左サイドメンバ１１０の左上部材１１２に設けられた貫通孔１２０、左サイドメンバ１１０の左下部材１３２に設けられた貫通孔１４０、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、並びに右後ろの第６車体取付部Ａ６としては、右サイドメンバ１５０の右上部材１５２に設けられた貫通孔１６０、右サイドメンバ１５０の右下部材１７２に設けられた貫通孔１８０、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当する。なお、これらの部位は、いずれも典型的にはボルト等の締結部材を用いる締結用の部位である。また、これらの部位としては、サブフレームマウント部材を介在させないリジット構造を採用した例を想定している。

また、サブフレーム１がサスペンションアームの内側ピボット部を各々支持する各種部位の内、左前の第１支持部Ｓ１としては、左支持部材３６に設けられた貫通孔４１及びナット４２、並びに左取付部材６０に設けられた貫通孔４３を有する左開口端部３５が相当し、右前の第２支持部Ｓ２としては、右支持部材４６に設けられた貫通孔５１及びナット５２、並びに右取付部材８０に設けられた貫通孔５３を有する右開口端部４５が相当し、左後ろの第３支持部Ｓ３としては、左サイドメンバ１１０の左下部材１３２に設けられた貫通孔１４９、後アッパメンバ２１０に設けられた貫通孔２１７、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、並びに右後ろの第４支持部Ｓ４としては、右サイドメンバ１５０の右下部材１７２に設けられた貫通孔１８９、後アッパメンバ２１０に設けられた貫通孔２２７、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当する。なお、これらの部位は、いずれも典型的にはボルト等の締結部材を用いる締結用の部位である。また、これらの部位に適用されるサスペンションアームとして、Ｌ型ロアアームを採用する例を想定しているが、Ａ型ロアアームや２本のＩ型ロアアームを採用するものであってもかまわない。また、左前の第１支持部Ｓ１及び右前の第２支持部Ｓ２では、図示を省略するインシュレータブッシュ部材の内筒が各々締結される例を想定し、左後ろの第３支持部Ｓ３及び右後ろの第４支持部Ｓ４では、いずれも図示を省略するが、ブラケットが各々締結されて、かかるブラケットにインシュレータブッシュ部材が装着される例を想定している。

また、サブフレーム１が各種の外力印加部品を装着する各種取付部の内、ステアリングギヤボックス左取付部Ａ７としては、後アッパメンバ２１０に設けられたナット２１１及び貫通孔２１３、並びに後ロアメンバ２３０に設けられた貫通孔２３３が相当し、ステアリングギヤボックス右取付部Ａ８としては、後アッパメンバ２１０に設けられたナット２１２及び貫通孔２１４、並びに後ロアメンバ２３０に設けられた貫通孔２３４が相当し、マウント取付部Ａ９としては、クロスメンバ１０の横上部材１２に設けられた貫通孔２１、横下部材２２に設けられた貫通孔３１、前クロスメンバ２４０の横上部材２４２に設けられた貫通孔２４９、横下部材２５２に設けられた貫通孔２５９、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、スタビライザ左取付部Ａ１０としては、左サイドメンバ１１０の左下部材１３２に設けられた貫通孔１４７及び１４８、後アッパメンバ２１０に設けられた貫通孔２１５及び２１６、並びにこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、スタビライザ右取付部Ａ１１としては、右サイドメンバ１５０の右下部材１７２に設けられた貫通孔１８７及び１８８、後アッパメンバ２１０に設けられた貫通孔２２５及び２２６、並びにこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当する。なお、これらの部位は、いずれも典型的にはボルト等の締結部材を用いる締結用の部位である。また、ステアリングギヤボックス左取付部Ａ７及びステアリングギヤボックス右取付部Ａ８では、ステアリングギヤボックス本体の左右の取付座が対応して締結される例を想定し、マウント取付部Ａ９では、駆動源、変速機及び減速機の内の所要のものをマウントするための図示を省略するブラケットが締結される例を想定し、並びにスタビライザ左取付部Ａ１０及びスタビライザ右取付部Ａ１１では、いずれも図示を省略するが、ブラケットが各々締結されて、かかるブラケットにブッシュ部材を介してスタビライザバーが装着される例を想定している。

以上の本実施形態におけるサブフレーム１においては、前面衝突荷重により、第１クラッシュボックス２６０の脆弱部２６５、２７５が圧潰される間に第１クラッシュボックス２６０が受ける最大荷重である第１前最大荷重が、前面衝突荷重により、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２６、１４６の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、前面衝突荷重により、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２６、１４６が圧潰される間に第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２６、１４６が受ける最大荷重である第１中最大荷重が、前面衝突荷重により、車体に対する第１中車体取付部Ａ３の取付が解放されて車体から第１中車体取付部材６０が脱落するときに第１中車体取付部材６０及び第１のサイドメンバ１１０が受ける荷重よりも小さく設定され、前面衝突荷重により、第２クラッシュボックス２８０の脆弱部２８５、２９５が圧潰される間に第２クラッシュボックス２８０が受ける最大荷重である第２前最大荷重が、前面衝突荷重により、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６６、１８６の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、前面衝突荷重により、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６６、１８６が圧潰される間に第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６６、１８６が受ける最大荷重である第２中最大荷重が、衝突荷重により、車体に対する第２中車体取付部Ａ４の取付が解放されて車体から第２中車体取付部材８０が脱落するときに第２の車体取付部材８０及び第２のサイドメンバ１５０が受ける荷重よりも小さく設定されることにより、高い強度及び剛性を維持しながら、前面衝突荷重が印加されたときに、クラッシュボックス２６０、２８０及びサイドメンバ１１０、１５０を順次圧潰させた後に、サイドメンバ１１０、１５０を折り曲げ変形させることに伴って車体取付部材６０、８０の脱落させることができ、前後方向の変形量及び衝突エネルギの吸収を増大させて所要の衝突性能を発揮させることができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２６、１４６が、第１中車体取付部Ａ３よりも前方向の側に配置され、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６６、１８６が、第２中車体取付部Ａ４よりも前方向の側に配置されることにより、脆弱部１２６、１４６、１６６、１８６を中車体取付部が後方向の側から支えることができ、衝突荷重を脆弱部に集中させ安定して圧潰を生じさせることができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２６、１４６が、前後方向において第１前車体取付部Ａ１及び第１中車体取付部Ａ３の間に設定され、上方向の側に折れ曲げられる第１前折曲部１２３、１４３及び第１前折曲部１２３、１４３よりも後方向の側で上下方向の下方向の側に折れ曲げられる第１後折曲部１２４、１４４を有し、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６６、１８６が、前後方向において第２前車体取付部Ａ２及び第２中車体取付部Ａ４の間に設定され、上方向の側に折れ曲げられる第２前折曲部１６３、１８３及び第２前折曲部１６３、１８３よりも後方向の側で下方向の側に折れ曲げられる第２後折曲部１６４、１８４を有することにより、前後方向の変形量及び衝突エネルギの吸収量をより増大させることができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、第１サイドメンバ１１０が、後方向の側に行くに従って上下方向の下方向の側に下がりながら傾斜して前後方向に延在する延在方向Ａを有し、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２３、１２４、１２６、１４３、１４４、１４６が、前面衝突荷重により第１サイドメンバ１１０の延在方向Ａに圧潰される圧潰部１２６、１４６を有して、かかる圧潰部１２６、１４６が、延在方向Ａに直交する方向Ａ’において、第１サイドメンバ１１０の上壁部１１４が第１サイドメンバ１１０の下壁部１３４の側に陥設された凹部１２６及び下壁部１３４が上壁部１１４の側に陥設された凹部１４６から成り、第２サイドメンバ１５０が、後方向の側に行くに従って上下方向の下方向の側に下がりながら傾斜して前後方向に延在する延在方向Ａを有し、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６３、１６４、１６６、１８３、１８４、１８６が、衝突荷重により第２サイドメンバ１５０の延在方向Ａに圧潰される圧潰部１６６、１８６を有して、かかる圧潰部１６６、１８６が、延在方向Ａに直交する方向Ａ’において、第２サイドメンバ１５０の上壁部１５４が第２サイドメンバ１５０の下壁部１７４の側に陥設された凹部１６６及び下壁部１５４が上壁部１３４の側に陥設された凹部１８６から成ることにより、脆弱部１２３、１２４、１２６、１４３、１４４、１４６が圧潰しながらサイドメンバ１１０、１５０を折り曲げ変形させる起点を作ることができ、衝突エネルギを吸収しながら車体取付部材６０、８０の脱落をより確実に起こすことができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、第１クラッシュボックス２６０及び第２クラッシュボックス２８０の各々が、前後方向に延在する筒状部材であると共に、筒状部材の前方向の側の開口端部を閉じる閉じ部材２７３、２９３を有することにより、前面衝突荷重を受けた際に開口端部の変形を抑制することができるため、第１クラッシュボックス２６０及び第２クラッシュボックス２８０に安定した圧潰を生じさせることができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、第１クラッシュボックス２６０の脆弱部２６５、２７５が、第１前最大荷重を受ける際に前後方向に圧潰される圧潰部２６５、２７５を有すると共に、前後方向及び上下方向で規定する平面で切った縦断面において、第１クラッシュボックス２６０の断面積が減じられた複数の小断面形状部２６５、２７５を有し、複数の小断面形状部２６５、２７５における断面積は、前方向側から後方向側に行くに複数の小断面形状部２６５、２７５において最も前方向の側に位置する最前形状部の上下方向の高さＨ１が、複数の小断面形状部２６５、２７５における最前形状部以外の形状部の上下方向の高さＨｎよりも長くなるように設定され、第２クラッシュボックス２８０の脆弱部２６５、２７５が、第２前最大荷重を受ける際に前後方向に圧潰される圧潰部２８５、２９５を有すると共に、前後方向及び上下方向で規定する平面で切った縦断面において、第２クラッシュボックス２８０の断面積が減じられた複数の小断面形状部２８５、２９５を有し、複数の小断面形状部２８５、２９５において最も前方向の側に位置する最前形状部の上下方向の高さＨ１が、複数の小断面形状部２８５、２９５における最前形状部以外の形状部の上下方向の高さＨｎよりも長くなるように設定されることにより、前面衝突荷重を受けたクラッシュボックス２６０、２８０において、その前部から圧潰を生じさせてその後部に向けて全体的に圧潰させることができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、第１クラッシュボックス２６０の脆弱部２６５、２７５が、車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に印加される衝突荷重により、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２３、１２４、１２６、１４３、１４４、１４６の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、第１サイドメンバの脆弱部１２３、１２４、１２６、１４３、１４４、１４６が、衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、第２クラッシュボックス２８０の脆弱部２８５、２９５が、衝突荷重により、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６３、１６４、１６６、１８３、１８４、１８６の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６３、１６４、１６６、１８３、１８４、１８６が、衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有することにより、高い強度及び剛性を維持しながら、前面衝突荷重が印加されたときに、クラッシュボックス２６０、２８０及びサイドメンバ１１０、１５０を順次圧潰させた後に、サイドメンバ１１０、１５０を折り曲げ変形させることに伴って車体取付部材６０、８０の脱落を起こすことができ、前後方向の変形量及び衝突エネルギの吸収を増大させて所要の衝突性能を発揮させることができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、第１クラッシュボックス２６０の脆弱部２６５、２７５において、車両の前面衝突時に前方向の側から後方向の側に印加される衝突荷重により、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２３、１２４、１２６、１４３、１４４、１４６の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始され、第１サイドメンバ１１０の脆弱部１２３、１２４、１２６、１４３、１４４、１４６において、衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始され、第２クラッシュボックス２８０の脆弱部２８５、２９５において、衝突荷重により、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６３、１６４、１６６、１８３、１８４、１８６が圧潰及び折り曲げ変形されるよりも先だって圧潰が開始され、第２サイドメンバ１５０の脆弱部１６３、１６４、１６６、１８３、１８４、１８６において、衝突荷重により、折り曲げ変形されるよりも先だって圧潰が開始されることにより、衝突荷重が車両用サブフレーム１に印加された際の衝突エネルギを吸収するものであるため、高い強度及び剛性を維持しながら、前面衝突荷重が印加されたときに、クラッシュボックス２６０、２８０及びサイドメンバ１１０、１５０を順次圧潰させた後に、サイドメンバ１１０、１５０を折り曲げ変形させることに伴って車体取付部材６０、８０の脱落を起こすことができ、前後方向の変形量及び衝突エネルギの吸収を増大させて所要の衝突性能を発揮させることができる。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数などは前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、高い強度及び剛性を維持しながら、所要の衝突性能を発揮することができる車両用サブフレームを提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に車両等の移動体のサブフレームの分野に適用され得るものと期待される。

１…サブフレーム
１０…クロスメンバ
１２…横上部材
１４…上壁部
１６…前縦壁部
１８…後縦壁部
２０…張出部
２１…貫通孔
２２…横下部材
２４…底壁部
２６…前縦壁部
２８…後縦壁部
３０…張出部
３１…貫通孔
３５…左開口端部
３６…左支持部材
３８…縦壁部
４０…フランジ部
４１…貫通孔
４２…ナット
４３…貫通孔
４５…右開口端部、
４６…右支持部材
４８…縦壁部
５０…フランジ部
５１…貫通孔
５２…ナット
５３…貫通孔
６０…左取付部材
６２…左後部材
６３…壁部
６４…左前部材
６５…底壁部
６６…前縦壁部
６７…左縦壁部
６８…傾斜壁部
６９…上壁部
７０…貫通孔
８０…右取付部材
８２…右後部材
８３…壁部
８４…右前部材
８５…底壁部
８６…前縦壁部
８７…右縦壁部
８８…傾斜壁部
８９…上壁部
９０…貫通孔
１１０…左サイドメンバ
１１２…左上部材、
１１４…上壁部
１１６…左側壁部
１１８…右側壁部
１１９、１２０…貫通孔
１２２…傾斜部
１２３…前曲がり部
１２４…後曲がり部
１２６…凹部
１３２…左下部材
１３４…底壁部
１３６…左側壁部
１３８…右側壁部
１３９、１４０…貫通孔
１４２…傾斜部
１４３…前曲がり部
１４４…後曲がり部
１４５…急傾斜部
１４６…凹部
１４７、１４８及び１４９…貫通孔
１５０…右サイドメンバ
１５２…右上部材
１５４…上壁部
１５６…右側壁部
１５８…左側壁部
１５９、１６０…貫通孔
１６２…傾斜部
１６３…前曲がり部
１６４…後曲がり部
１６６…凹部
１７２…右下部材
１７４…底壁部
１７６…右側壁部
１７８…左側壁部
１７９、１８０…貫通孔
１８２…傾斜部
１８３…前曲がり部
１８４…後曲がり部
１８５…急傾斜部
１８６…凹部
１８７、１８８及び１８９…貫通孔
２１０…後アッパメンバ
２１１、２１２…ナット
２１３、２１４、２１５、２１６、２１７…貫通孔
２１８…溝部、
２２５、２２６、２２７…貫通孔、
２３０…後ロアメンバ
２３３、２３４…貫通孔
２４０…前クロスメンバ
２４２…横上部材
２４４…上壁部
２４６…前縦壁部
２４８…後縦壁部
２４９…貫通孔
２５２…横下部材
２５４…底壁部
２５６…前縦壁部
２５８…後縦壁部
２５９…貫通孔
２６０…左クラッシュボックス
２６１…固定部材
２６２…左上部材
２６４…上壁部
２６５…凹部
２６６…左側壁部
２６８…右側壁部
２７２…左下部材
２７３…前端部材
２７４…底壁部
２７５…凹部
２７６…左側壁部
２７８…右側壁部
２８０…右クラッシュボックス
２８１…固定部材
２８２…右上部材
２８４…上壁部
２８５…凹部
２８６…右側壁部
２８８…左側壁部
２９２…右下部材
２９３…前端部材
２９４…底壁部
２９５…凹部
２９６…右側壁部
２９８…左側壁部
Ａ１…第１車体取付部
Ａ２…第２車体取付部
Ａ３…第３車体取付部
Ａ４…第４車体取付部
Ａ５…第５車体取付部
Ａ６…第６車体取付部
Ａ７…ステアリングギヤボックス左取付部
Ａ８…ステアリングギヤボックス右取付部
Ａ９…マウント取付部
Ａ１０…スタビライザ左取付部
Ａ１１…スタビライザ右取付部
Ｓ１…第１支持部
Ｓ２…第２支持部
Ｓ３…第３支持部
Ｓ４…第４支持部

Claims (8)

1. 車体に装着される車両用サブフレームであって、
   前記車体の前後方向に延在して配設され、前記前後方向における前方向の側の第１前車体取付部及び前記前後方向における後方向の側の第１後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を有する第１サイドメンバと、
   前記車体の前後方向に延在しながら前記車体の幅方向で前記第１サイドメンバに対向して配設され、前記前方向の側の第２前車体取付部及び前記後方向の側の第２後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を各々有する及び第２サイドメンバと、
   前記幅方向に延在して配設されると共に、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバを連結するクロスメンバと、
   前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバよりも前記前方向の側で、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバに対して各々対応して連結されると共に、脆弱部を各々有する第１クラッシュボックス及び第２クラッシュボックスと、
   前記幅方向の一方の側において、前記第１サイドメンバ及び前記クロスメンバに対して前記車体の上下方向の上方向の側に突設されて、前記前後方向における前記第１前車体取付部及び前記第１後車体取付部の間の第１中車体取付部が設定された第１車体取付部材と、
   前記幅方向の他方の側において、前記第２サイドメンバ及び前記クロスメンバに対して前記上方向の側に突設されて、前記前後方向における前記第２前車体取付部及び前記第２後車体取付部の間の第２中車体取付部が設定された第２車体取付部材と、
   を備え、
   前記車両の前面衝突時に前記前方向の側から前記後方向の側に印加される衝突荷重により、前記第１クラッシュボックスの前記脆弱部が圧潰される間に前記第１クラッシュボックスが受ける最大荷重である第１前最大荷重は、前記衝突荷重により、前記第１サイドメンバの前記脆弱部の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、
   前記衝突荷重により、前記第１サイドメンバの前記脆弱部が圧潰される間に前記第１サイドメンバの前記脆弱部が受ける最大荷重である第１中最大荷重は、前記衝突荷重により、前記車体に対する前記第１中車体取付部の取付が解放されて前記車体から前記第１中車体取付部材が脱落するときに前記第１中車体取付部材及び前記第１のサイドメンバが受ける荷重よりも小さく設定され、
   前記車両の前面衝突時に前記前方向の側から前記後方向の側に印加される衝突荷重により、前記第２クラッシュボックスの前記脆弱部が圧潰される間に前記第２クラッシュボックスが受ける最大荷重である第２前最大荷重は、前記衝突荷重により、前記第２サイドメンバの前記脆弱部の圧潰が開始される荷重である圧潰開始荷重よりも小さく設定され、
   前記衝突荷重により、前記第２サイドメンバの前記脆弱部が圧潰される間に前記第２サイドメンバ前記脆弱部が受ける最大荷重である第２中最大荷重は、前記衝突荷重により、前記車体に対する前記第２中車体取付部の取付が解放されて前記車体から前記第２の車体取付部材が脱落するときに前記第２中車体取付部材及び前記第２のサイドメンバが受ける荷重よりも小さく設定される車両用サブフレーム。
2. 前記第１サイドメンバの前記脆弱部は、前記第１中車体取付部よりも前記前方向の側に配置され、
   前記第２サイドメンバの前記脆弱部は、前記第２中車体取付部よりも前記前方向の側に配置される請求項１に記載の車両用サブフレーム。
3. 前記第１サイドメンバの前記脆弱部は、前記前後方向において前記第１前車体取付部及び前記第１中車体取付部の間に設定され、前記上方向の側に折れ曲げられる第１前折曲部及び前記第１前折曲部よりも前記後方向の側で前記上下方向の下方向の側に折れ曲げられる第１後折曲部を有し、
   前記第２サイドメンバの前記脆弱部は、前記前後方向において前記第２前車体取付部及び前記第２中車体取付部の間に設定され、前記上方向の側に折れ曲げられる第２前折曲部及び前記第２前折曲部よりも前記後方向の側で前記下方向の側に折れ曲げられる第２後折曲部を有する請求項２に記載の車両用サブフレーム。
4. 前記第１サイドメンバは、前記後方向の側に行くに従って前記上下方向の下方向の側に下がりながら傾斜して前記前後方向に延在する延在方向を有し、
   前記第１サイドメンバの前記脆弱部は、前記衝突荷重により前記第１サイドメンバの前記延在方向に圧潰される圧潰部を有して、前記圧潰部は、前記延在方向に直交する方向において、前記第１サイドメンバの上壁部が前記第１サイドメンバの下壁部の側に陥設された凹部及び前記下壁部が前記上壁部の側に陥設された凹部から成り、
   前記第２サイドメンバは、前記後方向の側に行くに従って前記上下方向の下方向の側に下がりながら傾斜して前記前後方向に延在する延在方向を有し、
   前記第２サイドメンバの前記脆弱部は、前記衝突荷重により前記第２サイドメンバの前記延在方向に圧潰される圧潰部を有して、前記圧潰部は、前記延在方向に直交する方向において、前記第２サイドメンバの上壁部が前記第２サイドメンバの下壁部の側に陥設された凹部及び前記下壁部が前記上壁部の側に陥設された凹部から成る請求項１から３のいずれかに記載の車両用サブフレーム。
5. 前記第１クラッシュボックス及び前記第２クラッシュボックスの各々は、前記前後方向に延在する筒状部材であると共に、前記筒状部材の前記前方向の側の開口端部を閉じる閉じ部材を有する請求項１から４のいずれかに記載の車両用サブフレーム。
6. 前記第１クラッシュボックスの前記脆弱部は、前記第１前最大荷重を受ける際に前記前後方向に圧潰される圧潰部を有すると共に、前記前後方向及び前記上下方向で規定する平面で切った縦断面において、前記第１クラッシュボックスの断面積が減じられた複数の小断面形状部を有し、前記複数の小断面形状部における前記断面積は、前記前方向側から前記後方向側に行くに前記複数の小断面形状部において最も前方向の側に位置する最前形状部の前記上下方向の長さは、前記複数の小断面形状部における前記最前形状部以外の形状部の前記上下方向の長さよりも短くなるように設定され、
   前記第２クラッシュボックスの前記脆弱部は、前記第２前最大荷重を受ける際に前記前後方向に圧潰される圧潰部を有すると共に、前記前後方向及び前記上下方向で規定する平面で切った縦断面において、前記第２クラッシュボックスの断面積が減じられた複数の小断面形状部を有し、前記複数の小断面形状部において最も前方向の側に位置する最前形状部の前記上下方向の長さは、前記複数の小断面形状部における前記最前形状部以外の形状部の前記上下方向の長さよりも短くなるように設定される請求項１から５のいずれかに記載の車両用サブフレーム。
7. 車体に装着される車両用サブフレームであって、
   前記車体の前後方向に延在して配設され、前記前後方向における前方向の側の第１前車体取付部及び前記前後方向における後方向の側の第１後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を有する第１サイドメンバと、
   前記車体の前後方向に延在しながら前記車体の幅方向で前記第１サイドメンバに対向して配設され、前記前方向の側の第２前車体取付部及び前記後方向の側の第２後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を各々有する及び第２サイドメンバと、
   前記幅方向に延在して配設されると共に、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバを連結するクロスメンバと、
   前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバよりも前記前方向の側で、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバに対して各々対応して連結されると共に、脆弱部を各々有する第１クラッシュボックス及び第２クラッシュボックスと、
   を備え、
   前記第１クラッシュボックスの前記脆弱部は、前記車両の前面衝突時に前記前方向の側から前記後方向の側に印加される衝突荷重により、前記第１サイドメンバの前記脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、
   前記第１サイドメンバの前記脆弱部は、前記衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、
   前記第２クラッシュボックスの前記脆弱部は、前記衝突荷重により、前記第２サイドメンバの前記脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有し、
   前記第２サイドメンバの前記脆弱部は、前記衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始される力学的な特性を有する車両用サブフレーム。
8. 車体に装着される車両用サブフレームの衝突エネルギ吸収方法であって、
   前記車両用サブフレームは、
   前記車体の前後方向に延在して配設され、前記前後方向における前方向の側の第１前車体取付部及び前記前後方向における後方向の側の第１後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を有する第１サイドメンバと、
   前記車体の前後方向に延在しながら前記車体の幅方向で前記第１サイドメンバに対向して配設され、前記前方向の側の第２前車体取付部及び前記後方向の側の第２後車体取付部が設定されると共に、脆弱部を各々有する及び第２サイドメンバと、
   前記幅方向に延在して配設されると共に、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバを連結するクロスメンバと、
   前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバよりも前記前方向の側で、前記第１サイドメンバ及び前記第２サイドメンバに対して各々対応して連結されると共に、脆弱部を各々有する第１クラッシュボックス及び第２クラッシュボックスと、
   を備え、
   前記第１クラッシュボックスの前記脆弱部において、前記車両の前面衝突時に前記前方向の側から前記後方向の側に印加される衝突荷重により、前記第１サイドメンバの前記脆弱部の圧潰及び折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始され、
   前記第１サイドメンバの前記脆弱部において、前記衝突荷重により、折り曲げ変形が開始されるよりも先だって圧潰が開始され、
   前記第２クラッシュボックスの前記脆弱部において、前記衝突荷重により、前記第２サイドメンバの前記脆弱部が圧潰及び折り曲げ変形されるよりも先だって圧潰が開始され、
   前記第２サイドメンバの前記脆弱部において、前記衝突荷重により、折り曲げ変形されるよりも先だって圧潰が開始されることにより、
   前記衝突荷重が前記車両用サブフレームに印加された際の衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収方法。

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