JP2019098749A - 変形可能なオーセチック構造及び製造工程 - Google Patents

Abstract

【課題】航空機の機体及びシステムにおける高エネルギーの衝撃に対する軽量な保護を、例えば単一の一体に製造されたサンドイッチ・パネルを用いて、衝撃負荷がパネルに対して垂直な成分を有するときに、そのパネルの表面を形成している２つの方向における２次元オーセチック挙動を利用して、提供すること。【解決手段】複数の相互連結された隣接した３次元オーセチック・セル１を備える、衝撃のエネルギーを吸収するための変形可能なオーセチック構造であって、各３次元オーセチック・セル１が、少なくとも表面要素３と、前記表面要素３から延びている複数の脚部５とを備えており、複数の脚部５及び表面要素３は、前記表面要素３に垂直な少なくとも２つの平面における構造の部分断面が、オーセチック・パターンに従うように構成されている、変形可能なオーセチック構造。【選択図】図２Ａ

Description

本発明はオーセチック（ａｕｘｅｔｉｃ）構造、特に３次元オーセチック構造及びその用途に関する。具体的には、それは、航空機構築、造船、及び他の産業部門で使用されるセル状材料を指す。

ブレード損失という意味では、現行の航空機には特別な保護は施されていないが、そのような事象に対抗するために潜在的な衝撃エリアにおいて胴体が必要とするカーボン繊維複合材の厚さを評価するために、いくつかの研究が航空宇宙局（ＮＡＳＡ）及び連邦航空局（ＦＡＡ）によって行われている。得られた結果のうちのいくつかは、ブレード損失を止めるために、カーボン繊維胴体の外板のかなりの厚さ及び不利益な重量が必要であったことを示している。

アンコンテインド・エンジン・ロータ破損（ＵＥＲＦ）事象に対する保護という意味では、エンジン又は補助動力ユニットに対する危険を最小にするために取られるべき設計上の予防策は、衝撃エリアに位置付けられた燃料タンクに対するドライベイ又は遮蔽である。これらの事象に対して典型的に使用される遮蔽の選択肢は、アルミニウム又はチタニウムである。

自然界で見いだされる従来の材料は、正のポアソン比を有しており、それらは以下のポアソン比の式

に従って、引き延ばされると細くなり、圧縮されると広くなる。

したがって、ポアソン比は、横方向ひずみを縦方向ひずみで割ったものに負をかけた値として定義される。

反対の挙動を呈する、オーセチックと呼ばれる負のポアソン比を有する材料又は構造形状構成が存在しており、引き延ばされると、それらは加えられた力に対して横方向に広くなり、圧縮されると細くなる。したがって、オーセチック材料に１方向の引張力を加えると、横方向寸法においてサイズが増大することになる。圧縮に等しい衝撃下における前記構成の挙動は、これらの構成に負のポアソン性質があることから、衝撃エリアの周りに材料を集結させるというものである。

逆六角形として形作られた複数の隣接したセルを備えるセル配置を有する２次元オーセチック構造が知られており、それはセル形状の２つの面内方向においてオーセチック挙動を提示する。

交互にともに接合されて２次元（２Ｄ）セル状グリッドを形成する逆六角形として形作られたセルを有するオーセチック構造が知られており、それは、１方向に押し出されてパネルを形成し、そのパネル内で２次元（２Ｄ）グリッドの高さが厚さになり、グリッドの幅及び押し出し寸法が、セル状パネルの平面寸法を表す。これらのパネルは、パネルの厚さに対して垂直に圧縮負荷が加えられると、元のグリッドの幅方向に凝縮することができるので、１方向へのオーセチック挙動を有する。

セル状パネルは、様々な工学用途で使用されており、従来のハニカム中空セルのサンドイッチ構造は、それらを強く軽くするために幅広く使用されている。従来のセル状構造の前記形状は、例えば航空宇宙及び海洋産業内のサンドイッチ・パネルのコアとして使用されている。

複合装甲も知られており、これらの装甲は、典型的には、金属、布地、及びセラミックなどの異なる材料の層から成る。伝統的な既知の複合材は、セラミック層タイルと、弾道布地層補強プラスチックとを混合する。これらは、同等な完全に金属性の装甲よりも軽いが、これらはなお、これらが一体化される構造体にかなりの重量的不利益を課す。この重量的不利益は、航空機においては特に危機的であり、範囲、速度、及び／又は上昇性能に不利益がもたらされる恐れがある。

本発明の目的は、例えば単一の一体に製造されたサンドイッチ・パネルを用いて、衝撃負荷がパネルに対して垂直な成分を有するときに、そのパネルの表面を形成している２つの方向における２次元オーセチック挙動を利用して、航空機の機体及びシステムにおける高エネルギーの衝撃に対する軽量な保護を提供することであり、それにより、高性能弾道材料と組み合わされたより軽い構成が可能になる。

そのような保護を加えることは、オープン・ロータ式アーキテクチャ、又は境界層吸込み式（Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｌａｙｅｒ Ｉｎｇｅｓｔｉｏｎ）アーキテクチャなどの高度に一体化された後端部のエンジンにより駆動される航空機構成において特に有利であり、この場合、プロペラ・ブレード・リリース（Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ Ｂｌａｄｅ Ｒｅｌｅａｓｅ：ＰＢＲ）及びエンジン・デブリ（アンコンテインド・エンジン・ロータ破損の小破片及び第３のディスク）の、胴体への高エネルギー衝突に対する安全上の配慮から、保護の提供（遮蔽）が必要であり、したがって構造のサイズを大きくするものになる。このことは、従来技術の保護解決策が適用された場合には、大きい重量的不利益をもたらす。

本発明の変形可能な構造物体は、衝撃のエネルギーを吸収するように意図されており、上記の説明によれば、複数の相互連結された隣接した３次元オーセチック・セルにより形成された３次元オーセチック構造を備える種類のものである。

構造は、複数の相互連結された隣接した３次元オーセチック・セルによって形成されたオーセチック配置を備え、各３次元オーセチック・セルは、少なくとも表面要素と、前記表面要素から延びている複数の脚部とを備えており、複数の脚部及び表面要素は、前記表面要素に垂直な少なくとも２つの平面における構造の部分断面又は投影が、オーセチック・パターンに従うように構成されている。

表面要素は、平坦な表面、湾曲した表面を有してもよく、又は異なる平坦な表面によって形成されてもよい。

もたらされる構造は、この少なくとも２つの平面のうちのそれぞれにおいてオーセチック挙動を実現することができ、その結果、衝撃の主方向に垂直な２つ以上の次元においてオーセチック挙動を実現することができ、重量が軽減された状態で、凝縮効果が増大され、遮蔽性能が大幅に向上するという利点を有する。

実施例では、各３次元オーセチック・セルは、セルの長手方向において第１の表面要素からのずれを有する第２の表面要素を備えており、両方の表面間に複数の脚部が延びている。したがって、各オーセチック・セルは、衝撃の主方向においてある距離だけ分離された第１及び第２の表面要素を備えており、第１と第２の表面要素間に複数の脚部が延びている。

実施例では、セルは３次元の凹入した六角形状オーセチック・セルであり、したがって脚部は、凹入した六角形状オーセチック・パターンによるすべてのセルの２つの表面要素間で中間距離に位置付けられた隣接したオーセチック・セルの表面要素内でよじれを有している。

前述した構造による内部コアと、前記内部コアを覆う２つの平行な外部層とを備えるサンドイッチ・パネルも、本発明の目的である。

したがって本発明は、潜在的な脅威に面するオーセチック構造表面においてセラミック材料層と組み合わせることさえ可能な、アラミド又は他の良好な性能弾道繊維（ポリプロピレン、ＰＢＯ、ＵＨＭＷＰＥ・・・）から作ることができるオーセチック形状に基づくサンドイッチ構造とすることができる。したがって、プロペラ・ブレード・リリース（ＰＢＲ）又はアンコンテインド・エンジン・ロータ破損（ＵＥＲＦ）などの潜在的に危険な事象から、航空機システム及び機体を保護するための軽量な弾道シールドとして使用することが意図されたオーセチックに基づく構成のサンドイッチ概念も、本発明の目的である。

上述した変形可能なオーセチック構造による内部コアと、前記内部コアを囲む外部層とを備えるショックアブソーバも、本発明の目的である。

本発明による遮蔽概念の製造は、セラミック及びカーボン、若しくは／及び弾道繊維布地材料を組み合わせる従来の技法、又は３次元（３Ｄ）印刷によって、容易に実現することができる。

代替形態として、特許請求される構造は、以下のステップを備える適切な材料の複数のテープから製造することもできる。すなわち、
− 材料の第１のテープを用意するステップ、
− 表面要素、及び表面要素から延びている２つの脚部を有する隣接したセルの２次元オーセチック・パターンに従って、材料の第１のテープを折り曲げるステップ、
− 材料の第２のテープを用意するステップ、
− 材料の前記第２のテープを、第１のテープの長手方向に対して角度を形成しながら、第１のテープの２次元オーセチック・パターンの表面要素のうちの１つに接合するステップ、
− 表面要素、及び表面要素から延びている２つの脚部を有する隣接したセルの２次元オーセチック・パターンに従って、材料の第２のテープを折り曲げるステップであって、材料の第１のテープ及び第２のテープは、表面要素に対して垂直な少なくとも２つの平面における構造の部分断面又は投影が、２次元オーセチック・パターンに従うように構成されている、折り曲げるステップ、
− 材料の追加的なテープを用意し、それらを、材料の第１のテープの２次元オーセチック・パターンのすべての表面要素に接合し、前のステップを繰り返すステップ、である。

第２のテープを折り曲げるステップ及び接合するステップは、任意の順番で行われてもよく、すなわち、最初に折り曲げられて、次いで第１のテープに接合されてもよく、又は最初に接合されて、その後折り曲げられてもよい。

したがって本発明は、ＰＢＲ又はＵＥＲＦ事象としての高エネルギー衝撃に対する革新的で軽量なシールドの構成及び製造工程に関し、ＯＲ又はＢＬＩエンジンを使用した後端部に取り付けられたエンジンの航空機アーキテクチャに特に用途があるが、そのような遮蔽要件が満たされる従来型アーキテクチャの航空機にも転換可能である。

性能という意味では、衝撃が生じたとき、オーセチック構造構成の挙動により、材料は、衝撃点に近いエリアに集結する傾向にある。前述した定義された構成でこれが発生すると、オーセチック・セルの表面要素と脚部の両方が、衝撃エリアの主衝撃方向に対して垂直な２つ以上の方向においてセルの内方に変形する傾向にあり、これは衝撃ゾーン上で２つ以上の方向における構造の凝縮を表しており、その結果、衝撃が生じたゾーンにおいて必要な弾道向上特性が提供される。

そのような概念の衝撃性能は、主衝撃方向に対して垂直な２つ以上の方向においてオーセチック・コアの高密度化挙動が実現され、したがって多方向のオーセチック・コア構造が構成されることから、改善されている。これにより、従来のオーセチック構成のように一方だけからではない、さらに軽量な衝撃保護が可能になる。

記述を完成させ、本発明のよりよい理解を提供するために、図面のセットが提供される。前記図面は、記述の不可欠な部分を形成しており、本発明の好ましい実施例を示している。図面は、以下の図を含む。

凹入した六角形状セルを備える既知の２方向オーセチック構造の断面図である。 図１Ａによる変形可能な構造を有する既知のサンドイッチ・パネルの断面図である。 正方形の上部及び下部の平行な表面要素をもち、表面要素に対して垂直な２つの平面において２方向の凹入した六角形状パターンを有する投影又は部分断面を有する３次元セル形状の実施例を示す図である。 正方形の上部表面要素をもち、表面要素に対して垂直な２つの平面において２方向の凹入した六角形状パターンを有する投影を有する３次元セル形状の別の実施例を示す図である。 セルの表面要素を覆う八角形状の上部及び下部の追加層を備える３次元セル形状を有する平面図構造、及び同構造の２つの断面図である。 表面要素を覆う正方形の上部及び下部層を有する３次元セル形状を有する３次元平面図構造、及び同構造の２つの断面図である。 ３次元の凹入したオーセチック・パターンを有する３次元セル形状の別の実施例の３次元図であり、隣接したセルの中間の表面要素も含んでいる図である。 衝撃下にある構造の実施例の断面図、及び構造の４つの異なる変形ステージを示す図である。 表面要素が十字形状を有し、それに加えて前記表面要素を覆う正方形状を有する層を備えているセルの実施例を示す図である。図７ａ及び図７ｂは、凝縮の前と後を示している。 材料のテープから本発明の構造物体を製造するステップの実施例を示す概略図である。 本発明の構造物体を、異なる折り目配置を有する材料のテープから製造するステップの別の実施例を示す概略図である。 セル構造の他の実施例を示す３次元図である。 サンドイッチ型の機体に一体化されたシールドの実施例を示す図である。 機体に加えられたシールドの実施例を示す図である。 ショックアブソーバの実施例を示す図である。

図１Ａ及び図１Ｂは、既知のオーセチック構造の断面図を示しており、その構造では、オーセチック・セル（１）の組立体が、断面図に対して垂直な方向に従来通りに押し出されて、３次元構造が生成される。この構造では、それぞれのオーセチック・セル（１）は、複数の縁部及び頂点を有する多角形の形態に曲げられており、より具体的には、それは凹入した六角形状のオーセチック・セル（１）に対応している。それぞれのオーセチック・セル（１）は、内部空洞を画成している。この構造は、１方向においてのみオーセチック挙動を有しており、例えば図１に示されている衝撃方向への圧縮変形を試みたときには、構造は、衝撃方向と押し出し方向の両方に対して垂直な方向にのみ、凝縮することができる。

好ましくは、オーセチック・セル（１）の壁（２）は、アラミド又は超高分子量ポリエチレン繊維としての高強度材料から作られ、脅威に面する壁（２）は、セラミックとしての硬質材料の層（６）によって覆われる。

それらの重量を低減するために、セル（１）の空洞は、直接空気で満たされてもよく、又は発泡体としての軽量な変形可能な材料によって満たされてよい。

特許請求される構造のために記述される挙動を利用すれば、セラミック層（６）が、脅威である衝撃エリア周りにそれ自体を集結させることから、この構成は従来の構成ほど多くのセラミック材料を必要としない。同じことがアラミド層でも生じる。これにより、従来のセラミック／アラミド構成よりも軽い構成がもたらされ、従来のセラミック／アラミド構成では、同じ遮蔽性能を実現するために、衝撃エリア周りの集結した密度に等しい密度を有する一定の厚さのセラミック及びアラミド層が、保護すべき全エリア上で必要とされる。その結果、この従来型の解決策は、全体的な密度が高くなり不利益な重量がもたらされる。

図２に示されているオーセチック・セル（１）は、第１の（３）、及び任意選択で第２の（４）平行な表面要素と、第１の（３）表面要素から、存在する場合には第２の（４）表面要素に向かって延びている複数の脚部（５）とを備えている。複数の脚部（５）及び表面要素（３、４）は、第１及び第２の表面要素（３、４）に対して垂直な２つの平面における構造の投影又は部分断面が、オーセチック・パターンに従うように、構成される。

２方向オーセチック挙動を実現するために、いくつかの追加的な実施例が描かれており、それらはすべてオーセチック・セル（１）構成に基づいている。

図３は、オーセチック・セル（１）の表面要素（３、４）を覆う八角形状の上部及び下部層（６）を追加的に備える３次元セル形状を有する平面図構造、及び同構造の２つの断面図を示している。

図４ａ〜図４ｄは、セル構造が凹入した六角形状の３次元オーセチック・セル（１）に基づいている本発明の変形可能な構造物体の実施例を示している。オーセチック・セル（１）の第１及び第２の表面要素（３、４）は、多角形の平坦な形状を有する層（６）、明示的には４辺の多角形、すなわち衝撃の主方向が図４ａに示されるように鉛直であるとき、鉛直にずれた距離によって分離されている正方形の上部及び下部層（６）によって覆われている。脚部（５）はセル（１）に凹入して、第１及び第２の表面要素（３、４）の少なくともすべての頂点から、衝撃の主方向においてこの第１のオーセチック・セル（１）の第１の（３）表面要素と第２の（４）表面要素との間の中間距離に位置付けられた隣接したオーセチック・セル（１）の表面要素（３、４）の対応する頂点まで延びている。脚部（５）は、それらが図４ｃ〜図４ｄに示されるように、鉛直な主衝撃方向及び表面要素（３、４）の対角線を含む２つの垂直な平面を通る断面図上で凹入した六角形状構造を示すように、オーセチック・セル（１）に向かって凹入している。

図５ａは、別の実施例の１つの３次元オーセチック・セル（１）の等角図を示しており、図は、隣接したセル（１）の層（６）も含んでいる。

この実施例では、これらの２つの図で見ることができるように、脚部（５）と表面要素（３、４）の両方は、ジグザグを形成するようによじれた高強度材料の連続したテープ（２０、３０）によって形成されており、表面要素（３、４）は、オーセチック・セル（１）ごとに２つのテープ（２０、３０）の交差によって形成された十字形状として形作られている。テープ（２０、３０）は、高強度弾道材料だけから直接作られてもよく、又は、もたらされる耐衝撃性能を向上させるために、その組成に硬質材料を組み合わせたものから作られてもよい。

それに加えて、各オーセチック・セル（１）は、第１及び／又は第２の表面要素（３、４）を覆うように位置付けられた材料の層（６）を備える。この実施例では、層（６）は、傾斜して交差した２つのテープ（２０、３０）上に、衝撃点における耐衝撃性を向上させるために衝撃の主方向に対して垂直に置かれた硬質材料から作られる。この実施例は、衝撃方向に対して垂直な２つの方向に硬質材料層（６）の要素を凝縮して、局所的な貫通を回避するという利点を有しており、また、高強度材料の連続したテープ（２０、３０）は、衝撃点以外のゾーンに延びることができ、展開可能なネットとして作用する大きい変形によって大量のエネルギーが吸収され、その弾道布地の性質を十分に利用している。

或いは、図５において、セル（１）の層（６）は、衝撃方向に面するテープ（２０、３０）の上に置かれているが、製造工程を簡略化するために、それらはテープ（２０、３０）の交差の下部にも置かれてよく、又はテープ（２０、３０）の２つの対角線の間にさえ置かれてもよい。

衝撃下にある構造の断面図を示している図６に示されるように、４つの異なる変形ステージを観察することができる。
１．高密度化という第１のステージ、ここでは衝撃エリア周りの材料が、オーセチック性質により２つの異なる方向に高密度化される。
２．ロッキングという第２のステージ、ここでは構造は、衝撃エリアにおいてもはや高密度化することも、つぶれることも、広がることもできない。
３．全体的な変形という第３のステージ、ここでは構造のうちの衝撃エリア以外のゾーンが延び、これらのエリアの厚さがオーセチック挙動によって増大して、かなりのエネルギー量を吸収する。
４．衝撃エリア以外のエリアがさらに延びる第４のステージ、オーセチック・セル（１）が大きく変形したことによって、構造は、もはや凹入していない非オーセチックになり、その結果、厚さが低減し、構造の残りの部分が全体的にネットとして変形する最終的に展開されたステージに至るまで構造を延ばして、その弾道布地の性質により、衝撃の残りのエネルギーを吸収する。

図７は、脚部（５）及び表面要素（３、４）を形成するテープ（２０、３０）の実施例であって、表面要素（３、４）を覆う層（６）が正方形である実施例を示している。層（６）要素の形状は、長方形又は正方形とは異なってもよく、交差して表面（３、４）を画成するテープ（２０、３０）は、表面要素（３、４）の対角線とは異なってもよい。前述したことにも関わらず、図７に示されている構成は、層（６）要素の頂点が互いに干渉しないことから他の実施例に比べてより良好な圧縮が可能であり、凝縮の前と後の構造を示している図７ａ及び図７ｂで見ることができるように、最大限可能な凝縮を可能にし、衝撃ゾーンにおいて層（６）要素間の隙間を最小にする。

本発明の製造工程の一実施例は、図８及び図９に描かれている以下のステップを備える。すなわち、
− 材料の第１のテープ（２０、３０）を用意するステップ、
− 表面要素（２３、３３）、及び表面要素（２３、３３）から延びている２つの脚部（２５、３５）を有する隣接したオーセチック・セル（１）の２次元オーセチック・パターンに従って、材料の第１のテープ（２０、３０）を折り曲げるステップ、
− 材料の第２のテープ（２１、３１）を用意するステップ、
− 第１のテープ（２０、３０）の長手方向に対して角度を形成しながら、第１のテープ（２０、３０）の２次元オーセチック・パターンの表面要素（２３、３３）のうちの１つに材料の前記第２のテープ（２１、３１）を接合するステップ、
− 表面要素（２３、３３）、及び表面要素（２３、３３）から延びている２つの脚部（２５、３５）を有する隣接したセル（１）の２次元オーセチック・パターンに従って、材料の第２のテープ（２１、３１）を折り曲げるステップであって、材料の第１のテープ（２０、３０）及び第２のテープ（２１、３１）が、表面要素（２３、３３）に対して垂直な少なくとも２つの平面における構造の投影又は部分断面が、２次元オーセチック・パターンに従うように構成されている、折り曲げるステップ、
− 材料の追加的なテープ（２１、３１）を用意し、それらを、材料の第１のテープ（２０、３０）の２次元オーセチック・パターンのすべての表面要素（２３、３３）に接合し、前のステップを繰り返すステップ、である。

最終的な形状、及びもたらされる３次元セル構造の総厚さを維持するために、樹脂で予め含浸された折られたテープ（２０、３０、２１、３１）を硬化させる中間工程が提案され、又はそれらが予め含浸されていない場合には、注入又は射出樹脂工程を、追加ステップで用いることが提案され、それにより、各折られたテープ（２０、３０、２１、３１）は、テープ（２０、３０、２１、３１）をともに接合するステップの前に必要な形状を維持する。

或いは、テープ（２０、３０、２１、３１）は、最初にそれらを硬化させずにともに組み立てられてもよく、それによりそれらはなお機構として変形することができ、次いで、もたらされる３次元セル構造の外部の上部及び下部表面を保持する外部ツールによって最終形状及び総厚さを得て、それらを必要な距離だけ分離し、次いでテープ（２０、３０、２１、３１）が予め含浸されている場合には全体を硬化し、それらが予め含浸されていない場合には、注入又は射出樹脂工程を用いた追加的な中間ステップが用いられる。

前述したように、特許請求された構造は、図１Ｂに示されるように、２つのパネル（１０）によって覆われてもよく、構造的用途に合わせて曲げ剛性を向上させるため、又は追加的なパネル（１０）及び変形可能な構造コアによって提供される耐衝撃性を向上させるためのサンドイッチが形成される。

３次元セル構造が、内部コアを覆う２つの追加的な上部及び下部の平行な外部層（１０）を備えるサンドイッチ・パネルの前記内部コアを形成する特定の事例では、これらの外部層（１０）は、硬化されたコアに対して最終的なステップで境界を画してもよい。

或いは、内部コアの３次元セル構造がまだ硬化されていないとき、２つの追加的な上部及び下部の平行な外部層（１０）は、接着剤又は樹脂を用いて前記コアの内部構造の上部及び下部層（６）に直接接着するように、使用されてもよい。２つの平行な外部層（１０）を必要な距離だけ分離することによって、もたらされたものを全体として硬化する、又は同時硬化する追加的なステップにより、最終的な形状及び総厚さを得ることができる。２つの平行な外部層（１０）を分離することは、例えば、サンドイッチ・パネルの輪郭境界上にある２つの平行な外部層（１０）の間で、必要な分離高さをもつ分離要素を加えることによって実施されてもよい。

前の実施例では、テープ（２０、３０、２１、３１）は、図８ａに示されるように、テープ（２０、３０）の長さ寸法に対して直交する折り目によって折り曲げられて開いたセル（１）を形成し、セラミック層（６）材料とともに組み立てられて、図８ｂに示されるようによじれたストリップを形成し、それらは２つの方向においてともに組み立てられて図８ｃに示されるように、閉じたセル（２）を備える変形可能な構造を形成する。

或いは、テープ（２０、３０、２１、３１）は、図９ａに示されたテープ（３０）の長さ寸法に対して傾斜した折り目で折り曲げられる平坦なテープ（３０）から始めることによって、図９ａ〜図９ｄに表されている折り紙形状で折られてもよい。この場合テープ（３０）は、図９ｂに示されたステップのラインで折り曲げられてよじれた折り紙ストリップを形成し、それにセラミックの硬質層（６）材料を加えることができる。テープ（３０、３１）は、２つの方向においてともに組み立てられて、図９ｃに示されている変形可能な構造が形成される。この代替的な製造工程は、テープ（３０、３１）が長方形又は正方形の層（６）要素の頂点により良好に適合することができ、構造のより良好な圧縮及び展開を可能にし、テープ区分の連続性を常に保つ。図９ｄは、必要とされる構造の最終的な厚さを形成するためにともに加えることができる、もたらされた構造の上面図及び断面図を示している。

図９ｂは、折り目（３２）がテープ（３０）の長手方向に対して傾斜して位置付けられた折り紙製造工程の実施例を示している。図８ｄは、折り目（２２）がテープ（２０）の長手方向に対して直交して位置付けられた折り曲げ工程を示している。

図８ｄでは、すべての脚部（５）と表面要素（３）の両方が正方形であり、折り目（２２）がテープ（２０）の長手方向に対して直交している。

図９ｂでは、すべての脚部（５）と表面要素（３）の両方が菱形である。したがって、折り目（３２）は、対に折られる４つの異なる三角形（３４、３６）を形成し、三角形の対のうちの一方（３４）は、テープ（３０）の方向に向かって折り曲げられ、三角形の他方の対（３６）は、テープ（３０）の反対方向に向かって折り曲げられる。三角形（３４、３６）及び菱形（３７）の頂点は、２つの折り目（３２）が互いに交差するときに、一致する。

図１０ａでは、脚部（５）がバー又はロッドであり、表面要素（３、４）に直接接合されている、凹入した六角形３次元セルの実施例が示されている。

別の代替形態として、図１０ｂでは、脚部（５）がバー又はロッドであり、物理的なヒンジ（９）によって表面要素（３、４）に直接接合されている、凹入した六角形３次元セル（１）の実施例が示されている。

バー及びロッドをもつ前の実施例の脚部（５）は、図では円形の断面を有するが、他の構成も可能である。

提示された実施例では、セル（１）によって形成される空洞は空であり、すなわち空気で満たされているが、代替的にそれらは、発泡体としての変形可能で軽量な材料によって満たされてもよく、これには構造の重量を増加させる恐れがあるセル（１）による水の吸い込みを回避し、さらに製造中に形状を維持しやすくするという利点がある。

図１１及び図１２は、航空機の機体に一体化された構造部分としても使用され得るシールド（図１１）、又は組立て工程の後の方で組み立てられる場合には別個の機能部分として追加されるシールド（図１２）としてのシールドを開示している。構造部分として一体化される場合には、機体は、従来の主要な航空機負荷支持ハニカムサンドイッチ構造と同様の、外板パネルの安定化のための軽量構造としてそのようなサンドイッチ構成を利用することもできるが、それに加えて、高エネルギーの衝撃に耐えるという機能的価値も有する。追加されるシールドとして組み立てられる場合には、その機能性は、潜在的な高エネルギーのエンジン・デブリの衝撃に耐えるということだけであり、航空機の構造的負荷にも耐えるということではない。追加されるシールドとしてのこの最後の実施例では、３次元セル構造は、サンドイッチとして２つの追加的なパネルで覆われてもよく、又は、追加的な曲げ剛性が必要ない場合には、不利益な重量を低減させるために、直接それらのない状態であってもよい。

最後に、図１３は、円柱構成に形作られたショックアブソーバとしての、特許請求される構造の追加的な用途を開示しており、ショックアブソーバは、機体構造又は車のフロント部分の負荷部分に取り付けられて、航空機の不時着の場面、又は車前方の事故の場面において、エネルギーを吸収するために使用されてもよい。図１３では、エネルギー吸収能力を増大させるために、変形可能な構造は外部層（１１）によって覆われているが、簡略化し製造コストを低減するために、それを加えなくてもよい。

Claims (15)

1. 複数の相互連結された隣接した３次元オーセチック・セル（１）を備える、衝撃のエネルギーを吸収するための変形可能なオーセチック構造であって、各３次元オーセチック・セル（１）が、少なくとも表面要素（３）と、前記表面要素（３）から延びている複数の脚部（５）とを備えており、前記複数の脚部（５）及び前記表面要素（３）は、前記表面要素（３）に垂直な少なくとも２つの平面における前記構造の部分断面が、オーセチック・パターンに従うように構成されていることを特徴とする、変形可能なオーセチック構造。
2. 各３次元オーセチック・セル（１）が、前記第１の表面要素（３）からのずれを有する第２の表面要素（４）を備えており、両方の表面要素（３、４）間に前記複数の脚部（５）が延びている、請求項１に記載の変形可能なオーセチック構造。
3. 各３次元オーセチック・セル（１）が、前記表面要素（３、４）に垂直な少なくとも２つの平面における部分断面内の２次元の凹入した六角形状パターンに従った３次元の凹入した六角形状セルである、請求項２に記載の変形可能なオーセチック構造。
4. 前記オーセチック・セル（１）の前記第１及び第２の表面要素（３、４）が、平坦な多角形状を有する、請求項２又は３に記載の変形可能なオーセチック構造。
5. 前記脚部（５）が、前記第１の表面要素（３）の前記多角形の少なくともすべての頂点から、前記第２の表面要素（４）の前記多角形の頂点まで延びている、請求項４に記載の変形可能なオーセチック構造。
6. 前記脚部（５）が、ヒンジ（９）によって前記表面要素（３、４）に接合される、請求項１から５までのいずれかに記載の変形可能なオーセチック構造。
7. 前記表面要素（３、４）及び前記脚部（５）が、前記脚部（５）、及び前記表面要素（３、４）内の十字形状を形成するように連続的に延びているテープ（２０、３０）によって形成される、請求項１から６までのいずれかに記載の変形可能なオーセチック構造。
8. 前記オーセチック・セル（１）が、前記表面要素（３、４）を覆うように位置付けられた材料の層（６）を備える、請求項１から７までのいずれかに記載の変形可能なオーセチック構造。
9. 前記層（６）が、４辺の多角形である、請求項８に記載の変形可能なオーセチック構造。
10. 前記層（６）が、８辺の多角形である、請求項８に記載の変形可能なオーセチック構造。
11. 請求項１から１０までのいずれかに記載の変形可能なオーセチック構造による内部コアと、前記内部コアを間に有する２つの外部パネル（１０）とを備えることを特徴とする、サンドイッチ・パネル。
12. 請求項１から１０までのいずれかに記載の変形可能なオーセチック構造による内部コアと、前記内部コアを囲む外部層（１１）とを備えることを特徴とする、ショックアブソーバ。
13. 複数の相互連結された隣接した３次元オーセチック・セル（１）によって形成されたオーセチック構造を備える変形可能なオーセチック構造の製造工程であって、
    − 材料の第１のテープ（２０、３０）を用意するステップと、
    − 表面要素（２３、３３）、及び前記表面要素（２３、３３）から延びている２つの脚部（２５、３５）を有する隣接したセル（１）の２次元オーセチック・パターンに従って、材料の前記第１のテープ（２０、３０）を折り曲げるステップと、
    − 材料の第２のテープ（２１、３１）を用意するステップと、
    − 材料の前記第２のテープ（２１、３１）を、前記第１のテープ（２０、３０）の長手方向に対して角度を形成しながら、前記第１のテープ（２０、３０）の前記２次元オーセチック・パターンの前記表面要素（２３、３３）のうちの１つに接合するステップと、
    − 表面要素（２３、３３）、及び前記表面要素（２３、３３）から延びている２つの脚部（２５、３５）を有する隣接したセル（１）の２次元オーセチック・パターンに従って、材料の前記第２のテープ（２１、３１）を折り曲げるステップであって、材料の前記第１のテープ（２０、３０）及び前記第２のテープ（２１、３１）は、前記表面要素（２３、３３）に対して垂直な少なくとも２つの平面における構造の部分断面が、２次元オーセチック・パターンに従うように構成されている、折り曲げるステップと、
    − 材料の追加的なテープ（２１、３１）を用意し、それらを、材料の前記第１のテープ（２０、３０）の前記２次元オーセチック・パターンのすべての表面要素（２３、３３）に接合し、前のステップを繰り返すステップ、を備えることを特徴とする製造工程。
14. 材料の前記テープ（２０、３０）が、前記テープ（２０）の長手方向に直交した、又は前記テープ（３０）の長手方向に対して傾斜した折り目（２２、３２）を備えており、前記テープ（２０、３０）が、前記折り目（２２、３２）に従って折り曲げられる、請求項１３に記載の変形可能なオーセチック構造の製造工程。
15. 前記折り曲げられたテープ（２０、３０、２１、３１）を、接合されるステップの前に硬化するステップを備え、又は前記テープ（２０、３０、２１、３１）が折り曲げられ、接合されて前記構造が形成された後で、それを硬化するステップを備える、請求項１４に記載の変形可能なオーセチック構造の製造工程。