JPH10219404A - アンテナ材料とその製造方法 - Google Patents
アンテナ材料とその製造方法Info
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- JPH10219404A JPH10219404A JP2168497A JP2168497A JPH10219404A JP H10219404 A JPH10219404 A JP H10219404A JP 2168497 A JP2168497 A JP 2168497A JP 2168497 A JP2168497 A JP 2168497A JP H10219404 A JPH10219404 A JP H10219404A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 携帯電話などの無線機器に好適に使用される
アンテナ材料とその製造方法に関するものである。 【解決手段】 複数本のステンレス鋼素線を撚り合わせ
た撚線からなるとともに、前記ステンレス鋼素線は、
０．０１〜０．１５％のＣと、３〜１０％のＮｉと１１
〜１８％のＣｒと、Ｆｅとを含む基本組成に、０．５〜
２．０％のＡｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５％のＭ
ｏ、０．６〜２％のＴｉ、０．０５〜０．２％のＮ、
０．１〜０．８％の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ又は
複数の添加元素を添加するとともに、残部が前記Ｆｅと
若干の不可避不純物である析出硬化型ステンレス鋼によ
り形成され、かつ撚線の標点間距離４０mmでの３点曲げ
試験における残留たわみ量を３mm以下にした。
アンテナ材料とその製造方法に関するものである。 【解決手段】 複数本のステンレス鋼素線を撚り合わせ
た撚線からなるとともに、前記ステンレス鋼素線は、
０．０１〜０．１５％のＣと、３〜１０％のＮｉと１１
〜１８％のＣｒと、Ｆｅとを含む基本組成に、０．５〜
２．０％のＡｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５％のＭ
ｏ、０．６〜２％のＴｉ、０．０５〜０．２％のＮ、
０．１〜０．８％の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ又は
複数の添加元素を添加するとともに、残部が前記Ｆｅと
若干の不可避不純物である析出硬化型ステンレス鋼によ
り形成され、かつ撚線の標点間距離４０mmでの３点曲げ
試験における残留たわみ量を３mm以下にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの無
線機器に好適に使用されるアンテナ材料とその製造方法
に関するものである。
線機器に好適に使用されるアンテナ材料とその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無線機器、特に携帯電話は、高性能化、
小型軽量化、低価格化などによって急速に普及してい
る。
小型軽量化、低価格化などによって急速に普及してい
る。
【０００３】これらの機器の使用周波数はギガヘルツ若
しくはそれ以上の高い周波数域であって、電波の送受信
用のアンテナは感度を高めるために本体から突出した状
態で装着され、又このアンテナに用いるアンテナ材料は
電気特性（導電率）、機械的特性が無線機器の製品品質
に大きな影響を及ぼす。
しくはそれ以上の高い周波数域であって、電波の送受信
用のアンテナは感度を高めるために本体から突出した状
態で装着され、又このアンテナに用いるアンテナ材料は
電気特性（導電率）、機械的特性が無線機器の製品品質
に大きな影響を及ぼす。
【０００４】このようなアンテナ材料として、例えば特
開平６−２９７１２号は、従来のピアノ線に変えてＮｉ
−Ｔｉ系の超弾性線材の撚線を使用すること、特開平６
−２０６０号は、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅの三元系の超弾性合
金の線材を使用することを提案しているが、これらの提
案はいずれも変形に対する機械的特性、即ち弾性回復性
を高めることを意図し、超弾性合金の有する低弾性率性
と、変形に対する高い回復性との両特性を利用しようと
している。
開平６−２９７１２号は、従来のピアノ線に変えてＮｉ
−Ｔｉ系の超弾性線材の撚線を使用すること、特開平６
−２０６０号は、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅの三元系の超弾性合
金の線材を使用することを提案しているが、これらの提
案はいずれも変形に対する機械的特性、即ち弾性回復性
を高めることを意図し、超弾性合金の有する低弾性率性
と、変形に対する高い回復性との両特性を利用しようと
している。
【０００５】なお超弾性とは、材料の応力誘起マルテン
サイト変態に起因して起こる現象であって、荷重を付加
して例えば５％以上のような大きい変形を与えても、こ
れを除荷すると元の形状に戻る現象をいう。
サイト変態に起因して起こる現象であって、荷重を付加
して例えば５％以上のような大きい変形を与えても、こ
れを除荷すると元の形状に戻る現象をいう。
【０００６】しかしながら、Ｎｉ−Ｔｉ合金線は製造工
程における線引き加工性を高めるため熱処理時において
生じる酸化スケールが利用されるが、酸洗によるスケー
ルの除去は水素脆性の危険があり、又研磨は生産性に劣
るなどこれを完全に除去するには相当の手間を伴うこと
から、通常用途では、スケールを残したまま使用されて
いる。
程における線引き加工性を高めるため熱処理時において
生じる酸化スケールが利用されるが、酸洗によるスケー
ルの除去は水素脆性の危険があり、又研磨は生産性に劣
るなどこれを完全に除去するには相当の手間を伴うこと
から、通常用途では、スケールを残したまま使用されて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようなＮｉ−Ｔｉ
合金線にあっては、以下の解決されるべき課題がある。 （１）Ｎｉ−Ｔｉ合金線であることから、温度に対する
機械特性への影響が大きく、さらに変態現象を利用する
ものでもある為に寒暖の温度差によって特性が一定しな
いこと。 （２）応力誘起マルテンサイト相は電気抵抗が大きく受
発信機能が低下すること。 （３）酸化スケールが付着した材料は、その表面に施す
樹脂皮膜との間に樹脂の膨れ現象を起こし、また酸化ス
ケールの電気抵抗は母材より大きいことから受発信感度
を低下させること。 （４）Ｎｉ−Ｔｉ合金線は、自体の変形加工が困難であ
り、又例えばロウ付け、ハンダ接合などによる接合が難
しいことから、他部材との接合が困難であること。
合金線にあっては、以下の解決されるべき課題がある。 （１）Ｎｉ−Ｔｉ合金線であることから、温度に対する
機械特性への影響が大きく、さらに変態現象を利用する
ものでもある為に寒暖の温度差によって特性が一定しな
いこと。 （２）応力誘起マルテンサイト相は電気抵抗が大きく受
発信機能が低下すること。 （３）酸化スケールが付着した材料は、その表面に施す
樹脂皮膜との間に樹脂の膨れ現象を起こし、また酸化ス
ケールの電気抵抗は母材より大きいことから受発信感度
を低下させること。 （４）Ｎｉ−Ｔｉ合金線は、自体の変形加工が困難であ
り、又例えばロウ付け、ハンダ接合などによる接合が難
しいことから、他部材との接合が困難であること。
【０００８】このようにＮｉ−Ｔｉ合金線はアンテナ材
料としてやや不満足な点がある。なおＴｉ−Ｎｉ合金線
以外の、例えば通常のステンレス鋼線、チタン合金線材
を用いることも考えられるが、これらの金属線材では仮
に加工硬化によって弾性を高めたものにあっても、形状
回復性は低く、取扱い時に誤って曲げたときには永久変
形を生じ、また一旦生じた変形を元の形状に回復させる
矯正によって折損することもある。
料としてやや不満足な点がある。なおＴｉ−Ｎｉ合金線
以外の、例えば通常のステンレス鋼線、チタン合金線材
を用いることも考えられるが、これらの金属線材では仮
に加工硬化によって弾性を高めたものにあっても、形状
回復性は低く、取扱い時に誤って曲げたときには永久変
形を生じ、また一旦生じた変形を元の形状に回復させる
矯正によって折損することもある。
【０００９】本発明は、機械的特性、接合容易性、電気
的特性に優れるアンテナ材料及びその製造方法の提供を
目的としている。
的特性に優れるアンテナ材料及びその製造方法の提供を
目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明は、
複数本のステンレス鋼素線を撚り合わせた撚線からなる
とともに、前記ステンレス鋼素線は、０．０１〜０．１
５％のＣと、３〜１０％のＮｉと、１１〜１８％のＣｒ
と、Ｆｅとを含む基本組成に、０．５〜２．０％のＡ
ｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５％のＭｏ、０．６〜２
％のＴｉ、０．０５〜０．２％のＮ、０．１〜０．８％
の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ又は複数の添加元素を
添加するとともに、残部が前記Ｆｅと若干の不可避不純
物である析出硬化型ステンレス鋼により形成され、かつ
撚線の標点間距離４０mmでの３点曲げ試験における残留
たわみ量を３mm以下にしたことを特徴とするアンテナ材
料である。
複数本のステンレス鋼素線を撚り合わせた撚線からなる
とともに、前記ステンレス鋼素線は、０．０１〜０．１
５％のＣと、３〜１０％のＮｉと、１１〜１８％のＣｒ
と、Ｆｅとを含む基本組成に、０．５〜２．０％のＡ
ｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５％のＭｏ、０．６〜２
％のＴｉ、０．０５〜０．２％のＮ、０．１〜０．８％
の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ又は複数の添加元素を
添加するとともに、残部が前記Ｆｅと若干の不可避不純
物である析出硬化型ステンレス鋼により形成され、かつ
撚線の標点間距離４０mmでの３点曲げ試験における残留
たわみ量を３mm以下にしたことを特徴とするアンテナ材
料である。
【００１１】本願請求項６の発明は、０．０１〜０．１
５％のＣと、３〜１０％のＮｉと、１１〜１８％のＣｒ
と、Ｆｅとを含む基本組成に、０．５〜２．０％のＡ
ｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５％のＭｏ、０．６〜２
％のＴｉ、０．０５〜０．２％のＮ、０．１〜０．８％
の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ又は複数である添加元
素を添加しかつ残部を前記Ｆｅ、不可避不純物とした析
出硬化型ステンレス鋼により形成したステンレス鋼素線
の複数本を撚り合わせして撚線を形成するとともに、該
撚線に１０〜１００kg／mm2 の逆張力を付与しつつ、３
５０〜７００℃での析出硬化熱処理を施すことによっ
て、該撚線の標点間距離を４０mmとした３点曲げ試験に
おける残留たわみ量を３mm以下とすることを特徴とする
アンテナ材料の製造方法である。
５％のＣと、３〜１０％のＮｉと、１１〜１８％のＣｒ
と、Ｆｅとを含む基本組成に、０．５〜２．０％のＡ
ｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５％のＭｏ、０．６〜２
％のＴｉ、０．０５〜０．２％のＮ、０．１〜０．８％
の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ又は複数である添加元
素を添加しかつ残部を前記Ｆｅ、不可避不純物とした析
出硬化型ステンレス鋼により形成したステンレス鋼素線
の複数本を撚り合わせして撚線を形成するとともに、該
撚線に１０〜１００kg／mm2 の逆張力を付与しつつ、３
５０〜７００℃での析出硬化熱処理を施すことによっ
て、該撚線の標点間距離を４０mmとした３点曲げ試験に
おける残留たわみ量を３mm以下とすることを特徴とする
アンテナ材料の製造方法である。
【００１２】本発明は、析出硬化型ステンレス鋼線の撚
線を用いるとともに、その組成と、撚線構成とについて
開発した結果、良好なアンテナ材料を得たのであり、３
点曲げ試験における残留たわみ量を３mm以下に設定して
いる。これは本体から突出するアンテナにおいて、引掛
け、落下などのトラブル時のアンテナの残留曲げ等のト
ラブルを減じるには、その残留たわみ量を３mm以下とす
るのがよいことを見出した。
線を用いるとともに、その組成と、撚線構成とについて
開発した結果、良好なアンテナ材料を得たのであり、３
点曲げ試験における残留たわみ量を３mm以下に設定して
いる。これは本体から突出するアンテナにおいて、引掛
け、落下などのトラブル時のアンテナの残留曲げ等のト
ラブルを減じるには、その残留たわみ量を３mm以下とす
るのがよいことを見出した。
【００１３】本明細書において「３点曲げ試験」とは、
図２に示すように、標点間距離（Ｌ）を４０mmとした２
つの支持軸ａ、ａ間に掛け渡した被測定材料ｂの中間を
下方向に１０mm引下げたのち除荷するものであり、その
時に残留したたわみ量を残留たわみ量（Ｈ）という。
図２に示すように、標点間距離（Ｌ）を４０mmとした２
つの支持軸ａ、ａ間に掛け渡した被測定材料ｂの中間を
下方向に１０mm引下げたのち除荷するものであり、その
時に残留したたわみ量を残留たわみ量（Ｈ）という。
【００１４】さらに残留たわみ量（Ｈ）を３mm以下とす
るべく、ステンレス鋼線の撚線を使用すること、ステン
レス鋼線の中でも特に析出硬化可能な析出硬化型ステン
レス鋼を使用するのが良いことを見出した。
るべく、ステンレス鋼線の撚線を使用すること、ステン
レス鋼線の中でも特に析出硬化可能な析出硬化型ステン
レス鋼を使用するのが良いことを見出した。
【００１５】析出硬化とは、過飽和に固溶された元素が
その後の時効（常温時効）によってその一部を、炭化
物、窒化物、金属間化合物等の化合物として材料の結晶
粒内や粒界に析出させることによって強度を高めること
をいう。
その後の時効（常温時効）によってその一部を、炭化
物、窒化物、金属間化合物等の化合物として材料の結晶
粒内や粒界に析出させることによって強度を高めること
をいう。
【００１６】そのための、ステンレス鋼素線としては、
０．０１〜０．１５％のＣと、３〜１０％のＮｉと、１
１〜１８％のＣｒと、Ｆｅとを含ませた基本組成に、
０．５〜２．０％のＡｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５
％のＭｏ、０．６〜２％のＴｉ、０．０５〜０．２％の
Ｎ、０．１〜０．８％の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ
又は複数である添加元素を添加した析出硬化型ステンレ
ス鋼を用いる。なお「％」は全て重量％を意味する。
０．０１〜０．１５％のＣと、３〜１０％のＮｉと、１
１〜１８％のＣｒと、Ｆｅとを含ませた基本組成に、
０．５〜２．０％のＡｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５
％のＭｏ、０．６〜２％のＴｉ、０．０５〜０．２％の
Ｎ、０．１〜０．８％の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ
又は複数である添加元素を添加した析出硬化型ステンレ
ス鋼を用いる。なお「％」は全て重量％を意味する。
【００１７】さらに好ましくは、前記基本組成として
は、０．０１〜０．１５％のＣと、４〜９％Ｎｉと、１
５〜１８％のＣｒとを含ませるとともに、添加元素とし
て、０．５〜１．５％のＡｌ、又は１．５〜３．５％の
Ｍｏ，０．０５〜０．２％のＮのいずれかを用いたセミ
オーステナイト系の析出硬化型ステンレス鋼である。
は、０．０１〜０．１５％のＣと、４〜９％Ｎｉと、１
５〜１８％のＣｒとを含ませるとともに、添加元素とし
て、０．５〜１．５％のＡｌ、又は１．５〜３．５％の
Ｍｏ，０．０５〜０．２％のＮのいずれかを用いたセミ
オーステナイト系の析出硬化型ステンレス鋼である。
【００１８】このように、本発明のステンレス鋼線に用
いる析出化型ステンレス鋼は、前記基本組成に少量の添
加元素を含ませるものであって、基本組成として、前記
のように、０．０１〜０．１５％のＣを含むことによっ
て、加工誘起マルテンサイト相又は熱処理によって生じ
たマルテンサイト相の強度を増す。０．０１％よりも小
のとき、マルテンサイトが生じず、強度が小さくなり、
０．１５％よりも大のとき、マルテンサイト量が大きく
なり過ぎて脆化する。好ましくは０．０６〜０．０９％
程度である。
いる析出化型ステンレス鋼は、前記基本組成に少量の添
加元素を含ませるものであって、基本組成として、前記
のように、０．０１〜０．１５％のＣを含むことによっ
て、加工誘起マルテンサイト相又は熱処理によって生じ
たマルテンサイト相の強度を増す。０．０１％よりも小
のとき、マルテンサイトが生じず、強度が小さくなり、
０．１５％よりも大のとき、マルテンサイト量が大きく
なり過ぎて脆化する。好ましくは０．０６〜０．０９％
程度である。
【００１９】又３〜１０％のＮｉを含ませることによ
り、オーステナイト相の安定性が高まる。なお３％より
も小のとき、室温でマルテンサイト相となり冷間加工性
（伸線）が悪く、１０％より大のとき、Ｍｓ点が低すぎ
るため、冷間伸線時の加工誘起マルテンサイト変態によ
る強度の増加がなくなる。好ましくは４〜９％、さらに
は６．５〜８．５％程度である。
り、オーステナイト相の安定性が高まる。なお３％より
も小のとき、室温でマルテンサイト相となり冷間加工性
（伸線）が悪く、１０％より大のとき、Ｍｓ点が低すぎ
るため、冷間伸線時の加工誘起マルテンサイト変態によ
る強度の増加がなくなる。好ましくは４〜９％、さらに
は６．５〜８．５％程度である。
【００２０】又１１〜１８％のＣｒを有することによ
り、耐食性を与える。なお１１％よりも小のとき、耐食
性が不十分であり、１８％よりも大のとき、耐食性は良
いがコストアップであって、好ましくは１５〜１８％で
ある。又このようなＣ、Ｎｉ、Ｃｒは協働して、強度と
耐食性を高める。
り、耐食性を与える。なお１１％よりも小のとき、耐食
性が不十分であり、１８％よりも大のとき、耐食性は良
いがコストアップであって、好ましくは１５〜１８％で
ある。又このようなＣ、Ｎｉ、Ｃｒは協働して、強度と
耐食性を高める。
【００２１】基本組成には、１又は複数の添加元素を添
加する。これによって前記化合物を析出させ、析出硬化
性を高める。
加する。これによって前記化合物を析出させ、析出硬化
性を高める。
【００２２】Ａｌのとき０．５〜２．０％とするのは、
０．５％よりも小さいと、十分な析出硬化を得るに足る
金属間化合物の析出量が得られず、２．０％よりも大き
いと、Ａｌ3 Ｏ3 の様な有害な非金属介在物が増加し、
伸線加工性、耐食性を劣させるためである。又Ｍｏのと
き０．１〜５％とするのは、０．１％よりも小さいと、
十分な耐食性の改善効果が得られず、５％よりも大きい
と、高価となるためである。Ｔｉのとき０．６〜２％と
するのは、０．６％よりも小さいと、十分な析出硬化を
得るに足る金属間化合物の析出量が得られず、２％より
も大きいと、ＴｉＯ2 の様な有害な非金属介在物が増加
し、伸線加工性、耐食性を劣させるためである。Ｎのと
き０．０５〜０．２０％とするのは、０．０５％よりも
小さいと、十分な析出硬化を得るに足る窒化物の析出量
が得られず、０．２０％よりも大きいと、オーステナイ
ト相が安定となり過ぎて、加工誘起マルテンサイトによ
る強度アップが困難であるからである。さらに（Ｎｂ＋
Ｔａ）のとき０．１〜０．８％とするのは、０．１％よ
りも小さいと、十分な析出硬化を得るに足る金属間化合
物の析出量が得られず、０．８％よりも大きいと、変形
抵抗が増大し熱間加工性が著しく低下するからである。
０．５％よりも小さいと、十分な析出硬化を得るに足る
金属間化合物の析出量が得られず、２．０％よりも大き
いと、Ａｌ3 Ｏ3 の様な有害な非金属介在物が増加し、
伸線加工性、耐食性を劣させるためである。又Ｍｏのと
き０．１〜５％とするのは、０．１％よりも小さいと、
十分な耐食性の改善効果が得られず、５％よりも大きい
と、高価となるためである。Ｔｉのとき０．６〜２％と
するのは、０．６％よりも小さいと、十分な析出硬化を
得るに足る金属間化合物の析出量が得られず、２％より
も大きいと、ＴｉＯ2 の様な有害な非金属介在物が増加
し、伸線加工性、耐食性を劣させるためである。Ｎのと
き０．０５〜０．２０％とするのは、０．０５％よりも
小さいと、十分な析出硬化を得るに足る窒化物の析出量
が得られず、０．２０％よりも大きいと、オーステナイ
ト相が安定となり過ぎて、加工誘起マルテンサイトによ
る強度アップが困難であるからである。さらに（Ｎｂ＋
Ｔａ）のとき０．１〜０．８％とするのは、０．１％よ
りも小さいと、十分な析出硬化を得るに足る金属間化合
物の析出量が得られず、０．８％よりも大きいと、変形
抵抗が増大し熱間加工性が著しく低下するからである。
【００２３】なお基本組成が０．０１〜０．１５％のＣ
と、４〜９％Ｎｉと、１５〜１８％のＣｒと、Ｆｅとか
らなり、かつ添加元素は、０．５〜１．５％のＡｌ、又
は１．５〜３．５％のＭｏ，０．０５〜０．２％のＮの
いずれかとするとともに残部が前記Ｆｅと若干の不可避
不純物であるセミオーテスナイト系の析出硬化型ステン
レス鋼は、マルテンサイト系の析出硬化型ステンレス鋼
に比べて成形が容易であり、しかも熱処理での硬化現象
によってより優れた特性の材料を得ることができる。
と、４〜９％Ｎｉと、１５〜１８％のＣｒと、Ｆｅとか
らなり、かつ添加元素は、０．５〜１．５％のＡｌ、又
は１．５〜３．５％のＭｏ，０．０５〜０．２％のＮの
いずれかとするとともに残部が前記Ｆｅと若干の不可避
不純物であるセミオーテスナイト系の析出硬化型ステン
レス鋼は、マルテンサイト系の析出硬化型ステンレス鋼
に比べて成形が容易であり、しかも熱処理での硬化現象
によってより優れた特性の材料を得ることができる。
【００２４】又０．０３〜０．１０％のＣと、８〜９％
のＮｉと、１６〜１８％のＣｒとを含み、かつ０．７〜
１．５％のＡｌを含有させたものがアンテナ材料として
さらに優れているのが判明した。
のＮｉと、１６〜１８％のＣｒとを含み、かつ０．７〜
１．５％のＡｌを含有させたものがアンテナ材料として
さらに優れているのが判明した。
【００２５】撚線の撚り構成についても種々実験を行っ
た結果、撚りピッチを小、例えば該撚線の外径寸法Ｄの
２〜１０倍、好ましくは３〜８倍の撚りピッチで撚回し
たものが、弾性回復性に優れ、残留たわみ量を小さくし
うることを見出した。
た結果、撚りピッチを小、例えば該撚線の外径寸法Ｄの
２〜１０倍、好ましくは３〜８倍の撚りピッチで撚回し
たものが、弾性回復性に優れ、残留たわみ量を小さくし
うることを見出した。
【００２６】さらにステンレス鋼素線の径は０．１２〜
０．６mm程度、好ましくは０．１２〜０．４５mm程度で
あって、この３〜２０本、好ましくは５〜１０本を撚り
合わせる。又撚線の撚りはストランド撚り、ロープ撚り
などを用いうる。
０．６mm程度、好ましくは０．１２〜０．４５mm程度で
あって、この３〜２０本、好ましくは５〜１０本を撚り
合わせる。又撚線の撚りはストランド撚り、ロープ撚り
などを用いうる。
【００２７】又ステンレス鋼素線には撚り線加工前に４
０％以上、好ましくは６０％以上の冷間加工を行う。上
限は実用上９５％程度である。
０％以上、好ましくは６０％以上の冷間加工を行う。上
限は実用上９５％程度である。
【００２８】またアンテナ材料とするためには、撚線に
は１０〜１００kg／mm2 の逆張力、即ち巻取りによる巻
付の向きとは反対の向きの張力を付加しつつ、３５０〜
７００℃、好ましくは３５０〜５５０℃の温度で析出硬
化熱処理を行う。これにより真直性を高めつつ変形に対
する残留たわみ量を小さくする。
は１０〜１００kg／mm2 の逆張力、即ち巻取りによる巻
付の向きとは反対の向きの張力を付加しつつ、３５０〜
７００℃、好ましくは３５０〜５５０℃の温度で析出硬
化熱処理を行う。これにより真直性を高めつつ変形に対
する残留たわみ量を小さくする。
【００２９】逆張力の範囲を１０kg／mm2 未満とする
と、アンテナに必要な直線性と変形に対する抵抗性が十
分とはならず、逆に１００kg／mm2 を超える大きな張力
では、材料自体の破断応力に近付き製造時の断線等のト
ラブル原因となる。撚線に対する適度の逆張力付加は、
撚線の材料内部に、組織的に適度の変形歪を発生させる
ものであり、これを熱処理とともに安定させることが直
線性を高め、かつ残留たわみ量を低く抑えることになる
ものと考えられる。なお逆張力のより好ましい範囲は３
０〜８０kg／mm2 である。
と、アンテナに必要な直線性と変形に対する抵抗性が十
分とはならず、逆に１００kg／mm2 を超える大きな張力
では、材料自体の破断応力に近付き製造時の断線等のト
ラブル原因となる。撚線に対する適度の逆張力付加は、
撚線の材料内部に、組織的に適度の変形歪を発生させる
ものであり、これを熱処理とともに安定させることが直
線性を高め、かつ残留たわみ量を低く抑えることになる
ものと考えられる。なお逆張力のより好ましい範囲は３
０〜８０kg／mm2 である。
【００３０】また、熱処理温度は、図３に例えばＡｌを
１％添加した場合の時効熱処理温度に伴う引張り強さの
変化を示している。この図から見られるように約４５０
℃付近を中心として３５０〜５５０℃の間で最も高い値
を示していることが分かる。又好ましくは４００〜５５
０℃である。ただし、図示していないが、熱処理時間が
１分以下の場合は５５０〜７００℃が好ましい。なお他
の添加元素、例えばＣｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂなどの場合
は約４７０〜６３０℃とするのがよい。
１％添加した場合の時効熱処理温度に伴う引張り強さの
変化を示している。この図から見られるように約４５０
℃付近を中心として３５０〜５５０℃の間で最も高い値
を示していることが分かる。又好ましくは４００〜５５
０℃である。ただし、図示していないが、熱処理時間が
１分以下の場合は５５０〜７００℃が好ましい。なお他
の添加元素、例えばＣｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂなどの場合
は約４７０〜６３０℃とするのがよい。
【００３１】熱処理時間は、例えば５〜５００ｓｅｃ程
度で所定の特性が得られ、さらに撚線加工前に４０％以
上、好ましくは６０％以上の冷間加工を施した前記ステ
ンレス鋼線にあっては、材料の全体強度を向上しつつ直
線性や変形に対する抵抗性を高めたアンテナ材料とする
ことができる。
度で所定の特性が得られ、さらに撚線加工前に４０％以
上、好ましくは６０％以上の冷間加工を施した前記ステ
ンレス鋼線にあっては、材料の全体強度を向上しつつ直
線性や変形に対する抵抗性を高めたアンテナ材料とする
ことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のアンテナ材料を
用いたアンテナの一例を示し、アンテナ１はステンレス
鋼素線２の複数本を撚り合わせた撚線３の表面に樹脂材
料の被覆層４を設けている。
用いたアンテナの一例を示し、アンテナ１はステンレス
鋼素線２の複数本を撚り合わせた撚線３の表面に樹脂材
料の被覆層４を設けている。
【００３３】長さは、使用される機器の周波数に同調す
る長さであって、通常５〜２０cm程度とし、又保形しう
る程度の太さ（例えば０．５〜２mm程度）に形成され
る。
る長さであって、通常５〜２０cm程度とし、又保形しう
る程度の太さ（例えば０．５〜２mm程度）に形成され
る。
【００３４】ステンレス鋼素線２は、本実施例では、Ｆ
ｅと、０．０２〜０．０９％Ｃと、１％以下のＳｉ、２
％以下のＭｎ、６〜１０％のＮｉ、１６〜２０％のＣｒ
を基本組成として含み、さらに前記析出硬化のための添
加元素として０．５〜２．０％のＡｌ、１〜５％のＣ
ｕ、０．１〜５％のＭｏ、０．６〜２％のＴｉ、０．０
５〜０．２％のＮ、０．１〜０．８％のＮｂの少なくと
も１種以上を添加されたものであって、若干の不可避不
純物を含む。％の和の残部が前記Ｆｅである。
ｅと、０．０２〜０．０９％Ｃと、１％以下のＳｉ、２
％以下のＭｎ、６〜１０％のＮｉ、１６〜２０％のＣｒ
を基本組成として含み、さらに前記析出硬化のための添
加元素として０．５〜２．０％のＡｌ、１〜５％のＣ
ｕ、０．１〜５％のＭｏ、０．６〜２％のＴｉ、０．０
５〜０．２％のＮ、０．１〜０．８％のＮｂの少なくと
も１種以上を添加されたものであって、若干の不可避不
純物を含む。％の和の残部が前記Ｆｅである。
【００３５】添加元素は、通常、前記化合物として結晶
粒界、又は結晶粒内に析出することによって材料の機械
的特性の改良を図る。これは前記化合物が基地の中に微
細な第２相として析出することにより強化促進されるも
のと思われる。
粒界、又は結晶粒内に析出することによって材料の機械
的特性の改良を図る。これは前記化合物が基地の中に微
細な第２相として析出することにより強化促進されるも
のと思われる。
【００３６】このようなステンレス鋼素線２の特性は、
析出硬化熱処理前の冷間加工の加工程度によっても大き
く影響する。加工率を前記のように４０％以上とするの
がよく、より好ましくは６０％以上、さらには８０％以
上とする。なお上限は実用上９５％程度である。又ステ
ンレス鋼素線の線径は前記のように、０．１２〜０．６
mm程度とする。好ましくは０．２５〜０．４５mm程度で
ある。
析出硬化熱処理前の冷間加工の加工程度によっても大き
く影響する。加工率を前記のように４０％以上とするの
がよく、より好ましくは６０％以上、さらには８０％以
上とする。なお上限は実用上９５％程度である。又ステ
ンレス鋼素線の線径は前記のように、０．１２〜０．６
mm程度とする。好ましくは０．２５〜０．４５mm程度で
ある。
【００３７】撚線３はこのようなステンレス鋼素線の複
数本（例えば３〜２０本）を例えば図４に示す撚線機１
２で撚り加工が施されるものである。アンテナの弾性回
復特性を良好にするには、撚線３の撚りピッチは、その
外径Ｄの２〜１０倍、好ましくは３〜８倍、より好まし
くは３〜５倍とするのがよく、撚線ピッチが１０倍をこ
えて大きくなると繰り返し変形などに対する形状回復性
が劣る。
数本（例えば３〜２０本）を例えば図４に示す撚線機１
２で撚り加工が施されるものである。アンテナの弾性回
復特性を良好にするには、撚線３の撚りピッチは、その
外径Ｄの２〜１０倍、好ましくは３〜８倍、より好まし
くは３〜５倍とするのがよく、撚線ピッチが１０倍をこ
えて大きくなると繰り返し変形などに対する形状回復性
が劣る。
【００３８】さらに逆張力付与装置１４により逆張力を
付与しつつ熱処理炉１５で熱処理して巻取りドラム１６
で巻取る。
付与しつつ熱処理炉１５で熱処理して巻取りドラム１６
で巻取る。
【００３９】また、アンテナ１は前記撚線３を、そのま
ま使用することができるが、表面保護と美観付与の為
に、さらにその表面に例えば厚さ１０〜８０μｍ程度の
樹脂材料を色付け被覆とする前記被覆層４を設けるとと
もに、その先端には保護キャップ１０が嵌着される。
ま使用することができるが、表面保護と美観付与の為
に、さらにその表面に例えば厚さ１０〜８０μｍ程度の
樹脂材料を色付け被覆とする前記被覆層４を設けるとと
もに、その先端には保護キャップ１０が嵌着される。
【００４０】被覆層４としては、例えばナイロン樹脂、
ポリウレタン樹脂などの合成樹脂が用いられ、また被覆
方法としては、例えばコーティングなどの従来の電線被
覆法、熱収縮チューブを用いることができる。後者は密
着性を高めることができ、撚線の表面の比較的大きな凹
凸を効率よく密着させて被覆できる。
ポリウレタン樹脂などの合成樹脂が用いられ、また被覆
方法としては、例えばコーティングなどの従来の電線被
覆法、熱収縮チューブを用いることができる。後者は密
着性を高めることができ、撚線の表面の比較的大きな凹
凸を効率よく密着させて被覆できる。
【００４１】アンテナ１は、携帯電話、携帯無線用など
の無線機器用として使用でき、Ｎｉ−Ｔｉ合金などのよ
うに材料自体の変態現象を用いないことからして、使用
の制約がなく、特性的にも安定したものとなる。
の無線機器用として使用でき、Ｎｉ−Ｔｉ合金などのよ
うに材料自体の変態現象を用いないことからして、使用
の制約がなく、特性的にも安定したものとなる。
【００４２】
【実験例】表１に示す４種類（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の組成
のステンレス鋼線１．０mmを、ダイヤモンドダイスによ
る湿式タイプの冷間連続伸線機により０．３５mmφにま
で細線加工し、その７本を高速撚線機にセットして１＋
６／０．３５のロープの撚り構成の撚線を得た。又比較
例として表１のＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈのものも併せて試作し
た。
のステンレス鋼線１．０mmを、ダイヤモンドダイスによ
る湿式タイプの冷間連続伸線機により０．３５mmφにま
で細線加工し、その７本を高速撚線機にセットして１＋
６／０．３５のロープの撚り構成の撚線を得た。又比較
例として表１のＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈのものも併せて試作し
た。
【００４３】
【表１】
【００４４】撚線は、各々外径１．０５mmのＳ撚りとし
た、撚りピッチは以下のイ）、ロ）の２種とした。
た、撚りピッチは以下のイ）、ロ）の２種とした。
【００４５】 イ）撚りピッチ ４．５mm（外径比 ４倍） ロ）撚りピッチ １０mm（外径比 ９倍）
【００４６】こうして製造した撚線について、一旦その
表面をアルコールにより洗浄して付着不純物を除去した
後、約４７０℃に調整した熱処理炉に掛けて約１５ｓｅ
ｃの析出硬化熱処理を行った。なお、被熱処理に際して
約５０kg／mm2 の逆張力を付加し、析出硬化熱処理炉は
その内部を無酸化性雰囲気とした管状炉（炉長３ｍ）内
を走行させる方式のものを用いた。得られた製品の特性
を表２に示す。
表面をアルコールにより洗浄して付着不純物を除去した
後、約４７０℃に調整した熱処理炉に掛けて約１５ｓｅ
ｃの析出硬化熱処理を行った。なお、被熱処理に際して
約５０kg／mm2 の逆張力を付加し、析出硬化熱処理炉は
その内部を無酸化性雰囲気とした管状炉（炉長３ｍ）内
を走行させる方式のものを用いた。得られた製品の特性
を表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】繰り返し曲げ試験は、試料をバイスに挟み
その挟持端部から約８０mm隔たる位置で左右に２０回繰
り返し曲げしたときの残留たわみ量を定性的に比較した
ものである。結果的には３点曲げ試験の結果に相関して
いる。
その挟持端部から約８０mm隔たる位置で左右に２０回繰
り返し曲げしたときの残留たわみ量を定性的に比較した
ものである。結果的には３点曲げ試験の結果に相関して
いる。
【００４９】なお、表中の◎を付したものは従来使用さ
れているＮｉ−Ｔｉ合金の特性に比べ遜色ないと思われ
るものであり、以下○△の順序で付記し×は不適を意味
する。
れているＮｉ−Ｔｉ合金の特性に比べ遜色ないと思われ
るものであり、以下○△の順序で付記し×は不適を意味
する。
【００５０】さらに、試料ＡとＢについては表２には記
載していないが、析出硬化熱処理を行っていないもの
と、熱処理時に逆張力を付加せずに処理したものについ
ても試験したが、いずれも直線性が悪く、また手で曲げ
た時の残留たわみ量も比較的大きかったことから製品と
して好ましいものとは言えないものであった。
載していないが、析出硬化熱処理を行っていないもの
と、熱処理時に逆張力を付加せずに処理したものについ
ても試験したが、いずれも直線性が悪く、また手で曲げ
た時の残留たわみ量も比較的大きかったことから製品と
して好ましいものとは言えないものであった。
【００５１】またＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈは強度、又は残留たわ
み量において劣っているのがわかる。さらに他の比較例
として細線ロープ用として使用されているＳＵＳ３０４
硬質ステンレス鋼線０．３５mmを前記実施例と同様にし
て、外径１．０５mmの撚線に撚合わせ、さらに前記実施
例とほぼ同様の温度で低温熱処理したが、この処理では
単に材料の組織的な歪取り効果しか得られず、直線性は
向上したものの、残留曲げにおいて満足できるものでは
なかった。
み量において劣っているのがわかる。さらに他の比較例
として細線ロープ用として使用されているＳＵＳ３０４
硬質ステンレス鋼線０．３５mmを前記実施例と同様にし
て、外径１．０５mmの撚線に撚合わせ、さらに前記実施
例とほぼ同様の温度で低温熱処理したが、この処理では
単に材料の組織的な歪取り効果しか得られず、直線性は
向上したものの、残留曲げにおいて満足できるものでは
なかった。
【００５２】
【発明の効果】析出硬化型ステンレス鋼線の撚線を用い
ることによって、従来のＮｉＴｉ合金と遜色ない機械的
特性を備えることができ、しなやかで変形回復性に優
れ、また他の部材との接合も比較的容易となる。
ることによって、従来のＮｉＴｉ合金と遜色ない機械的
特性を備えることができ、しなやかで変形回復性に優
れ、また他の部材との接合も比較的容易となる。
【００５３】しかも撚線には酸化スケールなどの付着も
ないことから、導電性もよく、その表面に施す樹脂材料
との密着も確実となるなどの利点がある。
ないことから、導電性もよく、その表面に施す樹脂材料
との密着も確実となるなどの利点がある。
【００５４】製造方法において、所定の逆張力を付加し
つつ析出硬化熱処理を行うことによって、通常のステン
レス鋼線では得られない機械的特性と直線度を有するア
ンテナ材料を得ることができる。
つつ析出硬化熱処理を行うことによって、通常のステン
レス鋼線では得られない機械的特性と直線度を有するア
ンテナ材料を得ることができる。
【図１】アンテナ材料の平面断面図である。
【図２】３点曲げ試験方法を例示する概略図である。
【図３】析出硬化型ステンレス鋼の熱処理温度と特性と
の関連図の一例である。
の関連図の一例である。
【図４】装置の概略を示す線図である。
２ ステンレス鋼線 ３ 撚り線 ４ 被覆層
Claims (7)
- 【請求項１】複数本のステンレス鋼素線を撚り合わせた
撚線からなるとともに、前記ステンレス鋼素線は、０．
０１〜０．１５％のＣと、３〜１０％のＮｉと、１１〜
１８％のＣｒと、Ｆｅとを含む基本組成に、０．５〜
２．０％のＡｌ、１〜５％のＣｕ、０．１〜５％のＭ
ｏ、０．６〜２％のＴｉ、０．０５〜０．２％のＮ、
０．１〜０．８％の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれか１つ又は
複数の添加元素を添加するとともに、残部が前記Ｆｅと
若干の不可避不純物である析出硬化型ステンレス鋼によ
り形成され、かつ撚線の標点間距離４０mmでの３点曲げ
試験における残留たわみ量を３mm以下にしたことを特徴
とするアンテナ材料。 - 【請求項２】前記基本組成は０．０１〜０．１５％のＣ
と、４〜９％Ｎｉと、１５〜１８％のＣｒと、Ｆｅとか
らなり、かつ添加元素は、０．５〜１．５％のＡｌ、又
は１．５〜３．５％のＭｏ，０．０５〜０．２％のＮの
いずれかとするとともに残部が前記Ｆｅと若干の不可避
不純物であるセミオーステナイト系の析出硬化型ステン
レス鋼により形成されたことを特徴とする請求項１に記
載のアンテナ材料。 - 【請求項３】前記ステンレス鋼素線は、析出硬化熱処理
が施されるとともにこの析出硬化熱処理によって前記基
本組成及び添加元素の内の１種以上の析出物が該素線の
結晶粒界及び／又は結晶粒内に析出形成させることを特
徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ材料。 - 【請求項４】前記撚線は、該撚線外径Ｄの３〜８倍の撚
りピッチで撚回加工してなる請求項１〜３のいずれかに
記載のアンテナ材料。 - 【請求項５】前記撚線は、外面に、厚さ１０〜８０μｍ
の合成樹脂の被覆層が設けられてなる請求項１〜４のい
ずれかに記載のアンテナ材料。 - 【請求項６】０．０１〜０．１５％のＣと、３〜１０％
のＮｉと、１１〜１８％のＣｒと、Ｆｅとを含む基本組
成に、０．５〜２．０％のＡｌ、１〜５％のＣｕ、０．
１〜５％のＭｏ、０．６〜２％のＴｉ、０．０５〜０．
２％のＮ、０．１〜０．８％の（Ｎｂ＋Ｔａ）のいずれ
か１つ又は複数である添加元素を添加しかつ残部を前記
Ｆｅ、不可避不純物とした析出硬化型ステンレス鋼によ
り形成したステンレス鋼素線の複数本を撚り合わせして
撚線を形成するとともに、該撚線に１０〜１００kg／mm
2 の逆張力を付与しつつ、３５０〜７００℃での析出硬
化熱処理を施すことによって、該撚線の標点間距離を４
０mmとした３点曲げ試験における残留たわみ量を３mm以
下とすることを特徴とするアンテナ材料の製造方法。 - 【請求項７】前記ステンレス鋼素線は、撚線加工前に加
工率４０％以上の冷間加工が施されることを特徴とする
請求項６記載のアンテナ材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168497A JP3595095B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | アンテナ材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168497A JP3595095B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | アンテナ材料とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10219404A true JPH10219404A (ja) | 1998-08-18 |
| JP3595095B2 JP3595095B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=12061903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2168497A Expired - Fee Related JP3595095B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | アンテナ材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3595095B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101438520B1 (ko) * | 2013-07-10 | 2014-09-12 | 대구대학교 산학협력단 | 경량의 주파수 변이 브레이드 안테나 |
| CN112630066A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-09 | 无锡超洲科技有限公司 | 具有断丝自动识别的绞线弯折试验装置 |
| CN114101978A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-01 | 中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所） | 一种新型的集合线结构及其制作方法 |
| EP4083250A1 (en) * | 2021-04-27 | 2022-11-02 | General Electric Company | Precipitation-hardened stainless steel alloys |
-
1997
- 1997-02-04 JP JP2168497A patent/JP3595095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101438520B1 (ko) * | 2013-07-10 | 2014-09-12 | 대구대학교 산학협력단 | 경량의 주파수 변이 브레이드 안테나 |
| CN112630066A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-09 | 无锡超洲科技有限公司 | 具有断丝自动识别的绞线弯折试验装置 |
| EP4083250A1 (en) * | 2021-04-27 | 2022-11-02 | General Electric Company | Precipitation-hardened stainless steel alloys |
| US11788177B2 (en) | 2021-04-27 | 2023-10-17 | General Electric Company | Precipitation-hardened stainless steel alloys |
| CN114101978A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-01 | 中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所） | 一种新型的集合线结构及其制作方法 |
| CN114101978B (zh) * | 2021-11-27 | 2023-10-20 | 中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所） | 一种集合线结构及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3595095B2 (ja) | 2004-12-02 |
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