(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％において、Ｃ≦０．０８％，Ｓｉ≦１．０％，Ｍｎ：１２〜１７％，Ｎｉ：１．０〜６、０％，Ｃｒ：１７．０〜１９．０％，Ｍｏ：０．３〜１．５％，Ｎ：０．２０〜０．６０％を含み、残部がＦｅからなり、
かつ０．９≦（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｎ）／（Ｃｒ＋Ｍｏ）≦１．１とするとともに、
冷間加工によって、０．２％耐力（σ0.2 ）を１６００〜２５００ＭＰａとし、
しかも任意横断面における平均結晶粒径が０．５μｍ以下の大きさで延びる繊維状組織を有するとともに、
透磁率が１．００５以下である高強度ステンレス鋼線を用いてなる検針機対応高強度ステンレス鋼ばね。
【請求項２】
前記高強度ステンレス鋼線が、Ｃ≦０．０６％、又はＭｏ：０．４〜１．０％としたことを特徴とする請求項１記載の検針機対応高強度ステンレス鋼ばね。
【請求項３】
下記式によるＮｉ当量が、３４〜４０％であることを特徴とする請求項１に記載の検針機対応高強度ステンレス鋼ばね。
Ｎｉ当量（％）＝Ｎｉ％＋０、６５Ｃｒ％＋０．９８Ｍｏ％＋１．０５Ｍｎ％＋０．３５Ｓｉ％＋１２．６（Ｃ＋Ｎ）％
【請求項４】
前記冷間加工は冷間伸線加工であって、Ｋ，Ｎａのいづれかを含む無機潤滑剤により、冷間加工率５０〜９０％の範囲で行なわれたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検針機対応用ステンレス鋼ばね。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいづれかに記載の検針機対応高強度ステンレス鋼ばねが、クリップの挟持片の一端を互いに押圧する向きに付勢させて使用されたことを特徴とする衣類用ハンガー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非磁性特性に優れる検針機対応高強度ステンレス鋼ばね、及びこのばねを用いた衣類用ハンガーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アパレルなどの衣服、下着等の衣類業界では、各縫製工程で使用するマチ針や縫針など、又はミシン掛け中に発生した折れ針等が衣類に残存する残留針による危険を回避する為に、出荷に先立って検針機による残留針の有無を確認する確認試験が行なわれている。
【０００３】
この検針機としては、例えば株式会社サンコウ電子研究所等による磁気誘導を利用した“コンベア式検針機”が知られており、これは例えばコンベア上に置かれた衣類（本明細書において、衣類とはアパレル等の服、コート、下着など、残留針が問題となる、体につけて用いる製品をいう）が、検針機本体から発生する所定磁界内を通過する際に、製品中の微小起電力を感知することによって残留する折れ針等を検出するものであって、その検出能力は、例えばＡ感度測定では、折れ針に相当する鉄球換算０．８ｍｍφよりも大の範囲のものまで可能とされている。
【０００４】
ところでこれらの衣類のメーカーでは、衣類の各工程間での搬送、出荷作業を手軽に行なう為に、多くの場合、ハンガーに掛けた状態での検針機検査が行われるが、このハンガーは非磁性である必要から、ハンガーに用いるばねをも非磁性とするために例えば特開平３−７１０８３号公報は樹脂材料を用いたものが提案されている。
【０００５】
しかしながら、この樹脂材料を用いるものでは、単位質量当たりの強度が小さく、従って比較的厚手の重い衣料製品等を保持するためのハンガーではそのばねが大型化しまた確実な保持を困難とするとともに、へたりなどにより繰り返し使用に際しての耐久性に劣りがちである。
【０００６】
他方、衣類用の非磁性の金属としては例えば特許第３０２００４６号公報は、前記ハンガーではなく、特にホック、調節環など比較的小さい下着用の金属構成物を対象として、下記（１）、（２）の２種類の非磁性ステンレス鋼を採用することを提案している。
【０００７】
（１）Ｃ：０．０１〜０．０５％／Ｓｉ≦１．０％／Ｍｎ：３、０〜７．０％／Ｎｉ：５．０〜６．０％／Ｃｒ：１７．０〜１９．０％／Ｃｕ：１．０〜４．０％／Ｎｂ≦０．２％／Ｎ０．１〜０．３％。
（２）Ｃ：０．０７〜０．０５％／Ｓｉ≦１．０％／Ｍｎ：３．０〜１０．０％／Ｎｉ：５．０〜６．０％／Ｃｒ：１７．５〜１８．５％／Ｎ：０．２５〜０．３５％。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この提案の非磁性ステンレス鋼は、前記のように例えばホックなど比較的小さい金属構成物、又は調節環のように強度を特に必要としない金属構成物として衣類に使用されるものであって、例えばハンガー用のばねなどの、比較的高強度、耐久性などの機械的特性を要するばね、ばね製品には十分には対応させえない。
【０００９】
本発明者は、Ｍｎ及びＮを高めてＮｉ当量の増加を図る一方、Ｍｎ十Ｎｉ＋Ｎに対するＣｒ＋Ｍｏを所定範囲に調整することで、強加工しても磁性の増加が抑えられ、かつ高強度特性を有する非磁性ばね材となり得るとの知見を得て本発明を完成したものであって、本発明は前記課題を解決しうる検針機対応高強度ステンレス鋼ばね、及びこのばねを用いた衣類用ハンガーの提供を目的としている。
【００１０】
また、本発明者は、前記提案に係る非磁性ステンレス鋼は、いづれもＮｉ当量が２０〜２６％程度に留まり、このような低Ｎｉ当量のステンレス鋼が所定のばね特性を有するように高い加工を行なう場合、加工硬化や誘起マルテンサイトの発生によって磁性が発生し易く、したがって、この材料を前記ばねとして用いる場合には、例えばその加工程度を小さくしてマルテンサイト量の発生を抑制し、あるいはその使用量を減じた小型のものとすることにより低磁性とするなどの制約を伴うことを見出した。なお、かかる制約は、強度不足、ばね弾性に劣ること、へたりの問題が生じることなど、ばね、ばね製品としての性能低下を伴う。このように、高強度と非磁性であることとは、ステンレス鋼では相反する特性といいうる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係る発明は、質量％において、Ｃ≦０．０８％，Ｓｉ≦１．０％，Ｍｎ：１２〜１７％，Ｎｉ：１．０〜６、０％，Ｃｒ：１７．０〜１９．０％，Ｍｏ：０．３〜１．５％，Ｎ：０．２０〜０．６０％を含み、残部がＦｅからなり、
かつ０．９≦（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｎ）／（Ｃｒ＋Ｍｏ）≦１．１とするとともに、
冷間加工によって、０．２％耐力（σ0.2 ）を１６００〜２５００ＭＰａとし、
しかも任意横断面における平均結晶粒径が０．５μｍ以下の大きさで延びる繊維状組織を有するとともに、
透磁率が１．００５以下である高強度ステンレス鋼線を用いてなる検針機対応高強度ステンレス鋼ばねである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記高強度ステンレス鋼線が、Ｃ≦０．０６％、又はＭｏ：０．４〜１．０％としたことを特徴とし、かつ請求項３に係る発明は、下記式によるＮｉ当量が、３４〜４０％であることを特徴とする。
Ｎｉ当量（％）＝Ｎｉ％＋０、６５Ｃｒ％＋０．９８Ｍｏ％＋１．０５Ｍｎ％＋０．３５Ｓｉ％＋１２．６（Ｃ＋Ｎ）％
【００１３】
さらに請求項４に係る発明は、前記冷間加工は冷間伸線加工であって、Ｋ，Ｎａのいづれかを含む無機潤滑剤により、冷間加工率５０〜９０％の範囲で行なわれたものであることを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項５に係る発明は、前記請求項１〜４のいづれかに記載の検針機対応高強度ステンレス鋼ばねが、クリップの挟持片の一端を互いに押圧する向きに付勢させて使用された衣類用ハンガーであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１，図２は、高強度ステンレス鋼線を用いてなる検針機対応高強度ステンレス鋼ばね４（ときに単にばね４という）とともにそのばね４を用いた衣類用ハンガー２を示し、高強度ステンレス鋼線１を用いて前記ばね４が形成され、又衣類用ハンガー２は、検針等のために、衣類（図示せず）を吊下するために使用されるとともに、前記ばね４は、前記ハンガー２の周知構成のクリップ３に用いられている。
【００１６】
前記高強度ステンレス鋼線１は、質量％において、Ｃ≦０．０８％，Ｓｉ≦１．０％，Ｍｎ：１２〜１７％，Ｎｉ：１．０〜６、０％，Ｃｒ：１７．０〜１９．０％，Ｍｏ：０．３〜１．５％，Ｎ：０．２０〜０．６０％を含み、残部がＦｅからなる。なお残部がＦｅとは、不可避不純物を除外するものではない。又０．９≦（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｎ）／（Ｃｒ＋Ｍｏ）≦１．１としている。この組成によって、オーステナイトの安定化を図り冷間加工性を高めることを可能とし、ばね材として必要な高強度特性と、検針機において好ましくは０．８鉄球値により測定される磁性値以下とすることにより、残留針の検出を容易としうる非磁性特性とを兼有させる。ここで０．８鉄球値とは、直径０．８mmの鉄球を検出する機能を有するものとして定義される。
【００１７】
前記組成において、Ｃ≦０．０８％としたのは、Ｃは材料の加工硬化性を高め、ばね材としての適性に寄与するが、反面、Ｃｒとともに炭化物として析出し、耐食性や磁性に影響を及ぼすこととなり、また必要以上の添加はコスト面において問題である。したがって、その上限値を０．０８％、好ましくは０．０６％以下、より好ましくは０．０４〜０．０６％とする。
【００１８】
Ｓｉ≦１．０％とするのは、Ｓｉは溶解時の脱酸剤として使用されるが、１．０％を越える程含有させたものではＮの固溶度を低下させ、有害化合物を析出させることとなることから、本発明ではその上限を１．０％とした。好ましくは、０．５％以下とする。
【００１９】
Ｍｎを１２〜１７％とするのは、Ｍｎは、オーステナイト安定化に寄与して非磁性を促進でき、またＮの溶解の促進する作用を有する。したがって、高強度で非磁性を発揮する為に多くのＮを添加させる観点から、少なくとも１２％以上の含有が必要となる。しかし、１７％を越える程多くしたものでは、熱間加工性を低下させる為その上限を１７％とし、より好ましくは１３〜１７％とした。
【００２０】
Ｎｉを１．０〜６．０％とするのは、Ｎｉは、前記Ｍｎと同様にオーステナイト安定化の基本元素であって、Ｎの固溶量を高めることができ、さらにその添加によって加工性や耐食性などが改良できる。しかし、多量含有させると加工硬化性能が低下して所定のばね特性が得られず、またコストアップが懸念される為１．０〜６．０％とし、好ましくは２．０〜５．０％の添加とした。
【００２１】
Ｃｒを１７．０〜１９．０％とするのは、Ｃｒは、ステンレス鋼における必須元素で、不動態皮膜による耐食性確保の上で必要である。しかし、多量に添加した場合はばね用としての機械的特性を損ねることとなることから、本発明では１７．０〜１９．０％としている。
【００２２】
Ｍｏを０．３〜１．５％とするのは、Ｍｏは、基地を強化して不動態皮膜を安定化させ、耐食性を向上させることができるが、反面、Ｍｏはフエライトの生成元素であることから、多量添加したものではオーステナイトをかえって不安定にし、またコストアップともなることから、本発明では０．３〜１．５％、好ましくは０．４〜１．０％とした。
【００２３】
Ｎを０．２０〜０．６０％とするのは、Ｎは、ステンレス鋼において結晶粒を微細化した強度、耐食性を高めるとともに、非磁性を確保するのに非常に有効な元素であるが、溶解時において十分に固溶できる量には制限があることから、その範囲は０．２０〜０．６０％とするのがよく、より好ましくは０．４０〜０．５０％としている。
【００２４】
前記組成における（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｎ）はオーステナイトの安定化に寄与する一方、後者（Ｃｒ，Ｍｏ）は冷間加工による高強度化を図るものとして機能し、従ってこの両者の関係比（（Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｎ）／（Ｃｒ＋Ｍｏ））を０．９〜１．１にすることにより、高強度特性と、非磁性特性とを共に具備させている。なお、その比が０．９未満ではオーステナイト安定化が期待できず、検針機の非磁性特性感度を充足できず、他方、１．１を越える程に大きいものでは加工硬化性が十分でなく高強度特性に劣る。
【００２５】
また高強度ステンレス鋼線１は、０．２％耐力が１６００〜２５００Ｎ／ｍｍ2 であって、高強度特性を有し、例えばばねとして用いる場合の弾性特性、へタリ性、耐久性を改善する。なお引張強さが大きいものであっても、０．２％耐力が１６００Ｎ／ｍｍ2 より低いものでは、ばね弾性に劣ってヘタリが大きく、強度，耐久性に満足できないものとなり、また、２５００Ｎ／ｍｍ2 を越える程度に大きいものでは、逆に折損などの問題が生じ易くなり、そのため前記範囲とする。なお好ましくは、１６５０〜２２００Ｎ／ｍｍ2 である。
【００２６】
さらに、高強度ステンレス鋼線１には、高強度特性をうるために、冷間加工、例えば冷間伸線加工を行う。この冷間加工により、該鋼線の任意横断面における平均結晶粒の大きさを０．５μｍ以下、かつ０．００５μｍ以上にまで微細化されかつ長手方向に沿って伸びる繊維組織体とするのがよい。ここで平均結晶粒の大きさとは、例えばＪＩＳＧ０５５１「鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法」によって鋼線の横断面を所定倍率で検鏡した時の各結晶粒の大きさ（面積）から換算される平均径をいい、例えば１０点程度以上の平均値で示される。より好ましくは０．０１〜０．４μｍの大きさとする。
【００２７】
一般的なオーステナイト系ステンレス鋼は、伸線など冷間加工によって材料内部の結晶粒は、その長手方向に沿って引き伸ばされたとき、加工硬化、誘起マルテンサイト相の発生によって磁性を高めることが知られているが、前記組成のステンレス鋼線においては、前記現象が抑制され、非磁性でかつ高強度にすることができる。また、前記のように、ニッケル当量を大きくした場合には、これらの結晶粒はオーステナイトの繊維組織となることを助長して前記非磁性かつ高強度とする効果を高めうる。
【００２８】
この場合、冷間伸線加工の方法として、例えば硫酸カリウムやホウ酸塩などのようにＫ及び／又はＮａを含む無機塩潤滑剤の高い潤滑作用を活用し、加工率５０％以上（５０〜９０％程度）の範囲で行なうのがよく、このような無機潤滑剤は、伸線ダイスとの引抜き抵抗を小さくしてマルテンサイトの発生を抑えるとともに、コイリング加工時での成形バラツキを少なくできる利点がある。
【００２９】
さらに前記冷間伸線加工の加工率として、例えば仕上がり線径２mm以下の場合には前記Ｎｉ当量との関係から、｛０．２・Ｎｉ当量（％）−√（加工前の線径（ｍｍ））｝の８〜１５倍の範囲、好ましくは１１〜１３倍を充足させるのが好ましい。
【００３０】
さらに、好ましくは、下記（１）式によるＮｉ当量を、３４〜４０％とし、オーステナイトの安定化を図る。なお、Ｎｉ当量のさらに好ましい範囲は３５〜３９％である。
Ｎｉ当量（％）＝Ｎｉ％＋０、６５Ｃｒ％＋０．９８Ｍｏ％＋１．０５Ｍｎ％      ＋０．３５Ｓｉ％＋１２．６（Ｃ＋Ｎ）％・・・・（１）
【００３１】
このように、高強度ステンレス鋼線１において、Ｎｉ当量の大きくしたときには、冷間加工に際しての磁性の発生を抑制できる効果が増し、また同じＮｉ当量のステンレス鋼であっても、線径の小さいものでは、その使用量が少なくなることから、全体として磁性の影響を低く抑えることができ、その分、より高い加工を行なって高強度化を図ることが可能となる。
【００３２】
かかる組成、処理によるステンレス鋼線は、高い耐力と、透磁率１．００５以下（但し外部磁界、８．０×１０4 Ａ／ｍ）の非磁性特性を有し、仮に線径２ｍｍ程度の比較的太いばね線の場合であっても検針機には反応しないレベルのものとなる。
【００３３】
さらに高強度ステンレス鋼線１は、非磁性特性とともに、高い耐力を具え、コイル形状やトーション飛状のばねなどとして好適に利用でき、かつばねは前記ハンガーの他、医療、治療用などその他のばね製品として利用でき、またばねは、線材の横断面には結晶が微小な大きさでその長平方向に伸びる繊維状組織にしていることから、ばね製品とした場合はばね弾性にすぐれてヘタリなどの発生を抑えることができる。
【００３４】
【実施例】
表１は、実施例品１〜５、比較例品１〜５（但し比較例品４はＳＵＳ３０４材、比較例品５はＳＵＳ３１６材）の化学成分を示している。いずれも、ＡＯＤ溶解によって得た線材ロツド（５．５ｍｍ）に伸線加工と熱処理を行なうことにより線径２．８ｍｍの軟質素線を出発材料とした。
【００３５】
【表１】
0003836747.tif 000002
【００３６】
次に、この材料に潤滑皮膜を施すとともに、補助潤滑剤としてステアリン酸ナトリウム系の粉末潤滑剤をダイスボックス内に入れた冷間伸線加工（連続伸線機）を行ない、仕上げ線径１．４ｍｍのばね材を得た。なお、ここに用いた潤滑皮膜は、Ｋ２ＳＯ４とＮａ２ＳＯ４との混合物に若干の添加剤を加えたものである。得られた鋼線の特性を表２に示す。
【００３７】
【表２】
0003836747.tif 000003
【００３８】
表２において、引張強さと耐力は、ＪＩＳＺ２２４１の方法による引張試験での測定結果から求め、また、透磁率測定は、直流磁化特性試験装置（メトロン技研（株））を用いて行った。
【００３９】
表２の結果から、実施例品１〜５は高強度であり、かつ０．２％耐力においても１７００Ｎ／ｍｍ2 以上の高い特性を有し、この特性は、これまで検針機用の非磁性用として使用されてきたリン青銅などと比べて約２倍近くの強度アップを有するものとなり、しかも磁性特性はほとんど大差ない非磁性のものとなった。この実施例品の結晶粒の大きさは、平均径０．０８μｍという非常に微細なものが集合した繊維状組織を有するものであることが確認できた。したがって、ばねとする場合には、弾性にすぐれてヘタリのないものとなり、耐久性に優れた非磁性ばねとして使用しうる。
【００４０】
また、この結果と一般的なステンレス鋼であるＳＵＳ３０４（比較例品４）及び３１６（比較例品５）と比べると、ＳＵＳ３０４では強度は大きいものの、磁性が非常に高い強磁性のものとなり、一方ＳＵＳ３１６材についても、磁性が低いとはいえ検針機に適用できない０，１５となり、また強度についても実施例品に比べてかなり小さく、いづれ特性においても不十分なものであった。これに対し、実施線品はいづれの特性も優れ、検針機に適用できる透磁率１．００３以下の非磁性と、ばね用としての必要強度、即ち耐力１７００Ｎ／ｍｍ2 以上、引張強さ２０００ＭＰａ以上の高強度特性を有している。
【００４１】
次に、実施例品１，２のコイリング性を評価する為、バネ成形機（板屋製作所製、形式ＭＣＳ−１５Ｇ型）にセットしてコイリング加工を行ない、外径８ｍｍ，巻数３でなるトーションばね（各１００個）を試作した。その加工性とばねとしての特性評価を行なった。
【００４２】
実施例品は、コイリング性に優れ、ばね形状でのバラツキやトラブル発生は見られなかった。
【００４３】
また、このばねについて検針機への適合試験を行なった。このばね４は、１つ当たりの質量が１．２ｇであり、図１に示すハンガー２のクリップ３に用いられ、クリップ３の挟持片の一端を互いに押圧する向きに付勢するのに使用されている。なお、ハンガー２においてばね４以外の構成品は、例えばプラスチック、アルミニウムなどの非磁性材料によって構成されている。
【００４４】
このばね４を一対として、コンベア上に、縦置きした場合（図３（ａ））と、横置きした場合（図３（ｂ））とについて送り速度２０ｍ／ｍｉｎとしてＡ感度により測定したところ、図４に「縦置き」、「横置き」と記載する試験結果を得た。なお、条件を同じくして、１．２、１．０，及び０．８の基準鉄球が示す結果を「１．２鉄球値」、「１．０鉄球値」、「０．８鉄球値」として併示している。
【００４５】
図４の結果から明らかなように、実施例品は、縦置きしても横置きしてもその測定値には大差なく、しかもその値も基準試料である０．８ｍｍ鉄球の値よりもはるかに小さく、検針機Ａ感度０．８ｍｍ鉄球値に対して十分に判別できクリアするものであった。
【００４６】
【発明の効果】
このように、本発明の高強度ステンレス鋼ばねは、比較的高強度、耐久性などの機械的特性と、非磁性特性とを向上でき、例えば検針機用のハンガーのばねとして比較的大型の衣類も効率よく吊下でき、かつ少量の残留針の検出を容易とするとともに、へたりなどを減じて耐久性に優れるばね、及びばねを用いる衣類用ハンガーとして採用しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ハンガーの構造の一例を示す斜視図である。
【図２】  そのクリップを拡大して例示する正面図である。
【図３】  検針機による試験方法を示す線図である。
【図４】  検針機による試験結果である。
【図１】
0003836747.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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