JP6670456B2 - 金属条コイルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、巻芯に巻回された金属条から構成される金属条コイルおよびその製造方法に関する。

一般的に冷間圧延工程を終えた鋼帯は、所望の幅に切断する条取りスリット工程を経て金属条となり、リールに巻回された金属条コイルとなり、次工程に供給される。この金属条コイルの形状については、金属条と同じ幅寸法で円盤状に巻き取られて作製されるパンケーキコイルと、所定寸法の複数の金属条を溶接して一つの長い金属条とした後、糸巻状に巻き取られて作製されるオシレート巻（螺旋巻、スパイラル巻、トラバース巻、綾巻ともいう）コイルとが従来から用いられている。

オシレート巻コイルは、パンケーキコイルと比較して１つのコイルに対して長く金属条を巻き取ることが出来るため、次工程でのコイル交換数を少なくして生産性を向上させるという利点がある。このオシレート巻コイルに関しては、例えば下記に示すような技術が開示されている。特許文献１には、金属条の巻き崩れや条の損傷を抑制するために、１往復あたりのボビンの回転数の小数部分の値を調整する条の巻取り方法について記載されている。

特開平３−１３３８７８号公報

上述したオシレート巻コイルは、金属条払出部またはリールを、コイルの中心軸方向に往復移動させ、あらかじめ設定したコイル幅端部で金属条を反転させながら巻き取って製造するが、この金属条の反転により金属条コイルの両端部は盛り上がりが発生し易く、最終的な金属条コイル形状が悪化する原因となる。特許文献１の発明は金属条の巻き崩れや損傷の抑制効果について記載されているが、コイルの端部盛り上がりによる形状劣化の抑制については言及されておらず、検討の余地が残されている。
そこで本発明の目的は、両端部の盛り上がりを抑制し、巻き上がり形状が良好な金属条コイルおよびその製造方法を提供することである。

すなわち本発明の一態様は、金属条が巻芯に巻回されてなる金属条コイルであって、
前記金属条は、前記巻芯の一端側から他端側に向かって、前記巻芯の軸方向に対して傾斜した巻取り角度を有して巻回され、前記他端部において折返し、前記巻芯の前記他端側から一端側に向かって、前記巻芯の軸方向に対して傾斜した巻取り角度を有して巻回され、前記一端部において折返し、これを複数回繰り返して巻回されており、
前記折返しにおいて、前記金属条は、前記巻芯の軸方向に対して垂直な方向に巻回された折返し部を有し、
前記金属条コイルの側面視において、前記折返し部は円弧状となっており、かつ前記折返し部は内周から外周に向かって多段状に形成されており、前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線が、前記内周から外周に向かって多段状に形成された前記円弧状の折返し部の順に、段階的に一方向に回転するように形成されていることを特徴とする。
好ましくは、金属条コイルの側面視において、ａ段目（ａは自然数）における前記折返し部の前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線と、（ａ＋１）段目における前記折返し部の前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線とのなす角度で定義する折返し部間角度（°）は、３６０の約数で表される角度以外の角度である。
好ましくは、前記折返し部間角度は、１５°を超え３４５°未満である。
好ましくは、金属条コイルの側面視において、ａ段目（ａは自然数）における前記折返し部の前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線と、（ａ＋１）〜（ａ＋４）段目における前記折返し部の前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線との角度が、６°より大きい角度である。
好ましくは、前記巻芯の一端側から他端側に、および前記他端側から一端側に向かって巻回されている金属条において、隣り合う金属条の一端が重なっているオーバーラップ部を有する。
好ましくは、金属条のオーバーラップ部の幅は、金属条の幅の１０％以上である。

本発明の他の一態様は、金属条コイルの製造方法であって、
金属条コイルの折返し部間角度を下記の計算式（１）、（２）より導出し、
得られる折返し部間角度が０°または３６０°を除外する角度となるように金属条間隔、金属条幅、金属条コイル幅を調整する、金属条コイルの製造方法である。
式（１）：（Ｗ_ｏｃ＋ｄ）／（Ｗ_ｓ＋ｄ）＝（Ｅ＋Ｆ）
式（２）：φ＝γ＋３６０°×Ｆ
（Ｗ_ｏｃ：金属条コイル幅、ｄ：金属条間隔、Ｗ_ｓ：金属条幅、
Ｅ：式（１）の解の整数部、Ｆ：式（１）の解の小数部、φ：折返し部間角度、
γ：側面折返し部角度）
好ましくは、前記折返し部間角度（°）は、３６０の約数で表される角度以外の角度となるように、金属条間隔、金属条幅、金属条コイル幅を調整して金属条を巻取る。
好ましくは、前記金属条を巻芯に巻き回す際、巻取り終了時の張力を、巻取り開始時の張力の２０〜９０％とする、

本発明によれば、オシレート巻で作製した金属条コイルの端部盛り上がりを抑制し、巻き上がり形状が良好な金属条コイルを得ることができる。

本発明に係る金属条コイルの製造するために用いる設備構成の一例を示す模式図である。 本発明の金属条コイルを説明するための正面模式図および側面模式図である。 本発明の折返し部を説明するための側面図である。 本発明のオーバーラップ部を説明するための模式図である。 本発明例の金属条コイルの折返し部の位置を示す、巻芯回転方向での絶対角度測定図である。 他の本発明例の金属条コイルの折返し部の位置を示す、巻芯回転方向での絶対角度測定図である。

以下に本発明の実施形態を詳しく説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。本実施形態の対象となる金属条の組成は特に限定されないが、例えば一般的に刃物用鋼帯に適用されている高炭素のステンレス鋼の組成を有するものであればよく、例えば、質量％で、０．３〜１．５％のＣ、１０〜１８％のＣｒ、１％以下（０％を含まない）のＳｉ、１．５％以下（０％を含まない）のＭｎを必須として含有し、必要に応じて３％以下（０％を含む）のＭｏを含有するＦｅ基の合金である。

図２（ａ）に本実施形態の金属条コイルの巻取り状態を示す正面模式図、図２（ｂ）に本発明の金属条コイルを図２（ａ）のＹ矢印線方向から見た側面模式図を示す。図２（ａ）、図２（ｂ）に示す本実施形態の金属条コイルは、巻芯９に金属条７ａ、７ｂを、金属条間に間隔ｄを空けながら螺旋状に巻く（オシレート巻）ことで作製される。図２（ａ）に示すように巻芯の一端側Ａから他端側Ｂに向かって巻取り角度α（巻芯の軸方向と垂直な方向に対して傾斜した巻取り角度）で巻取られる金属条７ａは、他端部Ｂに達した際に折返す。この折返しにおいて金属条は、巻芯の軸方向に対して垂直な方向に巻回された折返し部８を形成する。そして、コイルの他端側Ｂから一端側Ａに向かって巻取り角度β（巻芯の軸方向と垂直な方向に対して傾斜した巻取り角度）で巻取られ、これを繰り返すことで本実施形態の金属条コイルが形成される。なお本実施形態ではコイルの巻芯に紙管を適用しているが、側板を有するリールを使用しても良く、材質もゴム製や金属製の巻芯を適用することも可能である。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、前述した金属条の折返し部分では、巻芯の軸方向に対して垂直な方向に巻回された折返し部８（巻取り角度αおよβが０°になっている箇所）が金属条コイルの両端部に形成される（図２（ａ）、図２（ｂ）では、他端部Ｂ側の折返し部のみ図示。）。そして、異なる層に形成された複数の折返し部が内周から外周に向かって多段状に配置されている。ここで図２（ｂ）に示すとおり、折返し部８は、円弧状となっており、この角度γは、折返し部８の円弧状の弧の中心角（以降、側面折返し部角度とも記載する。）である。巻取りが進行して金属条コイルの外径が増加していった時に上述した折返し部８が重複していくと、その部分が盛り上がり、最終的なコイル形状が悪化する要因となる。そこで本発明の重要な特徴は、図３に示すように、折返し部の円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線が、内周から外周に向かって多段状に形成された円弧状の折返し部の順に、段階的に一方向に回転するように形成されていることである。このように、折返し部８の円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線（以降、単に「折返し部中心線」とも記載する。）を上下の折返し部で重複しないように一方向に回転するように順次ずらすことで、折返し部中心線が上下の折返し部で重複していないことにある。即ち、本発明の金属条コイルにおいて、（ａ＋１）段目（ａは自然数）における折返し部の円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線は、ａ段目における折返し部の円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線と重複しないように、巻取り方向側、または巻取り方向と逆方向側の位置に順次形成されて、段階的に回転するように形成されていることを特徴とする。なお「順次」とは、金属条コイルの全層において、後述する折返し部間角度および折返し部角度がずれていく方向が途中で変動せず一定であることを示す。

図３を用いて本発明の特徴を具体的に説明する。図３は図２（ｂ）と同じ視野の金属条コイルの側面模式図である。この図３において、あるａ段目（ａは任意の自然数）の折返し部を８ａとし、（ａ＋１）段目の折返し部を８ｂとし、（ａ＋２）段目の折返し部を８ｃとして示す。それぞれの折返し部８ａ、８ｂ、８ｃの側面折返し部角度をγ１、γ２、γ３として示す。本実施形態の金属条コイルは、折返し部８ｂが、直下の折返し部８ａよりも反時計方向にずれて形成され、同様に折返し部８ｃも、直下の折返し部８ｂよりも反時計方向にずれて形成されている。そしてａ段目における折返し部中心線Ｇ１と、（ａ＋１）段目における折返し部中心線Ｇ２と、（ａ＋２）段目における折返し部中心線Ｇ３とが、重ならないように互いに離間して（回転するようにして）形成されている。このように折返し部８を形成することで、巻取りが進行しても金属条コイルの端部の盛り上がりを抑制することができ、良好な巻き上がり形状を得ることが出来る。なお本明細書ではＹ矢印線方向からの側面視における端部折返し部について説明しているが、他方の側面視における端部折返し部も上記と同じ特徴を有する。

図３においては、それぞれの折返し部８ａ〜８ｃと中心軸Ｏとで描ける扇形領域が、隣同士で互いに完全に重複しないように形成されているが、折返し部中心線が重複しなければ、折返し部を重複させることもできる。なお、折返し部を重複させるとは、図３の側面視においては、折返し部と中心軸Ｏとで描ける扇形領域を重複させることを意味する。この重複領域の円弧長さについては、金属条コイルの側面視において、側面折返し部角度が一定として、内周側の折返し部８の円弧長さが、外周側の折返し部８の円弧長さの７０％未満であることが好ましい。より好ましくは５０％以下、さらに好ましくは３０％以下である。なお本実施形態では側面折返し部角度の変化量は、±５％以内であることが好ましい。

本実施形態の金属条コイルは側面視において、ａ段目における折返し部の円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線と、（ａ＋１）段目における折返し部の円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線とのなす角度で定義する折返し部間角度は、１５°の倍数を除いた角度であることが好ましい。図３より、ａ段目の折返し部中心線Ｇ１と、（ａ＋１）段目の折返し部中心線Ｇ２とのなす角度φ１が、ａ段目と（ａ＋１）段目間の折返し部間角度である。同様に、（ａ＋１）段目の折返し部中心線Ｇ２と、（ａ＋２）段目の折返し部中心線Ｇ３とのなす角度φ２が、（ａ＋１）段目と（ａ＋２）段目間の折返し部間角度である。この折返し部間角度が、３６０の約数で表される角度であると、巻取りが進んだ際に折返し部の位置が、コイル形状の劣化を引き起こす要因となるためである。（例えば、１８０°は２層毎、６０°は６層毎に折返し部の位置が繰り返される。）上記の角度を除外することで、巻層が増加しても折返し部の重複が少なくなるため、金属条コイルの端部盛り上がりを抑制し、より良好な巻き形状の金属条コイルを得ることが出来る。この折返し部間角度は、３６０からかかる約数を引いた数字で表される角度も除外することがより好ましい。ここで折返し部間角度の巻層毎における変化量は、±３°以内であることが好ましく、±１°以内であることがより好ましい。上記の範囲内であれば金属条コイルの製造時に角度の微調整を行わずに作業性良く本発明の金属条コイルを得ることが可能である。

本実施形態の折返し部間角度は、０°〜１５°および３４５°〜３６０°の角度を除くことがより好ましい。上記の角度範囲を除くことで、それぞれの折返し部８ａ〜８ｃと中心軸Ｏとで描ける扇形領域を、十分に遠ざけて形成させることができ、金属条コイルの形状劣化をさらに抑制する効果が期待できる。また、本実施形態において、コイル端部の盛り上がりをより確実に抑制したい場合は、金属条コイルの側面視において、ａ段目の折返し部中心線と、（ａ＋１）〜（ａ＋４）段目におけるそれぞれの折返し部中心線との角度が、６°より大きい角度であることがより好ましい。さらに、ａ段目の折返し部中心線と、（ａ＋１）〜（ａ＋７）段目におけるそれぞれの折返し部中心線との角度が、６°より大きい角度であることが好ましい。これにより、各巻層における折返し部と中心軸Ｏとで描ける扇形領域の重複を抑制し、さらに良好な巻き形状の金属条コイルを製造することができる。

本実施形態の側面折返し部角度は、１０°〜１８０°であることが好ましい。側面折返し部角度が１０°未満の場合、巻取り角度の急激な変化による金属条の破損や、巻き形状の悪化が発生しやすくなると考えられる。側面折返し部角度が１８０°超の場合、折返し部の重複による巻き形状の劣化が増加する傾向にある。より好ましい側面折返し部角度の下限は２０°である。またより好ましい側面折返し部角度の上限は１２０°、さらに好ましい側面折返し部角度の上限は９０°である。

本実施形態の金属条コイルは、巻芯の一端側から他端側に、および前記他端側から一端側に向かって巻回されている金属条の、巻芯の軸方向で隣り合う金属条どうしの端部が重なっているオーバーラップ部を有することが好ましい。これは広幅な金属条（例えば、１０ｍｍ以上）をオシレート巻する際に特に有効である。図４は金属条コイルの折返し部を図２（ａ）のＸ矢印線方向から見た模式図である。図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、金属条の幅が広くなると、金属条の間隔ｄを空けるために金属条の巻取り角度を大きくしなければならないため、浮上り高さｈが大きくなる。この過大な浮上がり高さは金属条の損傷やコイル形状の悪化に繋がるため望ましくない。図４（ｃ）のように金属条の端部が重なっているオーバーラップ部２０を設けることで、金属条の巻取り角度を小さくすることで過大な浮上がり高さを抑制し、広幅な金属条でも良好な形状のコイルを得ることができる。前述した効果を確実に得るために、オーバーラップ部の幅は金属条の幅の１０％以上であることがより好ましい。またオーバーラップ部が大きすぎると、金属条コイルに隙間が多く発生して不良となる可能性があるため、オーバーラップ幅は金属条の幅の８０％以下であることがより好ましい。

本実施形態の金属条コイルに適用する巻芯径は、用途に応じて様々なサイズのものを適用してもよい。例えば、より多量の金属条を巻き取りたい場合、本実施形態では巻芯径を３００ｍｍ以上に設定することが有効である。従来では、例えば３００ｍｍ程度の巻芯径を有する巻芯に広幅な金属条を巻き取る際、巻取り角度の急激な変化により金属条に折れが発生しやすい傾向にあった。この折れ不良の抑制には、巻芯径を大きくすることが有効であるが、巻取り可能な金属条の総量が少なくなり、生産性が低下する問題が懸念される。本実施形態の金属条コイルは上述したオーバーラップ幅の調整により金属条の折れが抑制できるため、広幅な金属条でも例えば３００ｍｍといった巻芯径を有する巻芯に、安定して巻き取ることが可能である。より好ましい巻芯径の下限は、３３０ｍｍである。なお巻芯径の上限は特に規定しないが、あまりに大きすぎると、金属条の巻取り量が減少するため、例えば６００ｍｍとしてもよい。

続いて、本発明に係る金属条コイルの製造方法について説明する。図１に本実施形態で用いる装置構成の一例を示す。冷間圧延工程後に裁断された金属条は、パンケーキコイル状に巻き取られ、巻出し機１に設置される。次に巻出し機から巻き出された金属条はダンサ４で張力制御された後、アーム部５を通って、巻取り機に設置された巻芯９等に螺旋状に巻き取られ、本実施形態の金属条コイル６となる。１つのパンケーキコイルから金属条が巻出し終わったら次のパンケーキコイルから金属条を巻出し、金属条の長さ方向における端部同士をレーザー溶接機３で溶接して長い金属条とする。本実施形態ではアーム部を往復運動させることでオシレート巻コイルを作製しているが、アーム部を固定して巻芯９を往復運動させてオシレート巻コイルを作製してもよい。

本実施形態の金属条コイルの折返し部間角度は、下記の計算式（１）、（２）より求めることができる。
式（１）：（Ｗ_ｏｃ＋ｄ）／（Ｗ_ｓ＋ｄ）＝（Ｅ＋Ｆ）
式（２）：φ＝γ＋３６０°×Ｆ
ここで、Ｗ_ｏｃは金属条コイル幅、ｄは金属条間隔、Ｗ_ｓは金属条幅、Ｅは式（１）の解の整数部、Ｆは式（１）の解の小数部、φは折返し部間角度、γは側面折返し部角度を示す。これらのパラメータを調整することで、本実施形態の金属条コイルに適した折返し部間角度を得ることができる。本実施形態の製造方法では、上記の計算式を用いて導出した折返し部間角度が０°または３６０°を除外する角度となるように、金属条間隔、金属条幅、金属条コイル幅を調整する。上記の式を用いることで、所望の折返し部間角度を得るために必要な各パラメータを、容易に導出することができる。好ましくは、折返し部間角度（°）は、３６０の約数で表される角度以外の角度となるように、金属条間隔、金属条幅、金属条コイル幅を調整する。金属条幅Ｗ_ｓの上限は特に限定しないが、あまりに広幅であると金属条が損傷しない様、安定して巻取を行う為にはコイル大径化などを講じる必要があり、生産性や効率が低下する傾向にあるため、４０ｍｍに設定することが好ましい。また金属条幅Ｗ_ｓの下限も特に限定しないが、上述した金属条端部のオーバーラップ部の効果を確実に発揮させるために、１０ｍｍと設定してもよい。

側面折返し部角度を調整するためには、往復運動させているアーム部が所定の金属条コイル幅端部に達したときに、アーム部の往復運動を一定時間停止させることで調整することが可能である。例えば金属条コイルの巻取り時の回転数を６０ｒｐｍで設定した際に、側面折返し部の角度を４５°に調整したい場合は、アーム部が金属条コイル幅端部に達した際にアーム部の往復運動を０．１２５秒停止させることで、側面折返し部を４５°に調整することが可能である。なおオーバーラップ幅は、金属条が巻芯を一周する間の、アーム部の平行移動量（巻芯の軸に平行な方向への移動量）で調整することができる。例えば金属条幅が２０ｍｍ、オーバーラップ幅を５ｍｍに調整したい場合、金属条が巻芯を一周する間のアーム部平行移動量を１５ｍｍに調整すればよい。

本実施形態の金属条コイルの製造方法は、金属条を巻芯に巻き回す際、巻取り終了時の張力を、巻取り開始時の張力の２０〜９０％とすることが好ましい。また、金属条を巻き取る際、巻取り開始から巻取り終了まで巻取り張力を徐々に減少させることが好ましい。上記のように巻取り張力を制御することで、金属コイルの内部応力を調整し、テレスコープなどの形状不良の発生を抑制することができるため、多量の金属条を安定して巻取ることが可能である。好ましい巻取り終了時の張力の上限は、巻取り開始時の７０％である。さらに好ましい巻取り終了時の張力の上限は、巻取り開始時の５０％である。ここで「徐々に減少」とは、上述した巻取り開始から巻取り終了までの間で、巻取り張力が途中で上昇や急激に低下することなく、直線的または曲線的に減少することを示す。あるいは一部分に巻取り張力が減少せず一定張力である区間を設ける（段階的）こともできる。なお実施形態の巻取り張力を制御するためには、金属条を巻き取るリールを回転速度制御や摩擦抵抗制御機構などによる張力制御を行っても良く、テンションパッドやブライドルロール等既存の張力制御装置を巻取りリールの前に組み込んで張力制御を行っても良い。

以下の実施例で本発明を更に詳しく説明する。
（実施例１）
表１に示す組成を有する、幅２２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのマルテンサイト系ステンレス鋼の金属条を準備し、外径３５０ｍｍの紙管に螺旋状に巻回して外径６００ｍ、コイル幅１６０ｍｍの金属条コイルを作製した。なおコイルを作製する際、巻取り終了時の張力を、巻取り開始時の張力の約２０％〜５０％となるように調整した。側面折返し部角度は４５°に調整した。表２に示すように、本発明の金属条コイルは金属条間隔を−９．４ｍｍ（本発明例１）、−１１．８ｍｍ（本発明例２）の２種類を作製した。この金属条間隔は、式（１）：（Ｗ_ｏｃ＋ｄ）／（Ｗ_ｓ＋ｄ）＝（Ｅ＋Ｆ）、式（２）：φ＝γ＋３６０°×Ｆ（Ｗ_ｏｃ：金属条コイル幅、ｄ：金属条間隔、Ｗ_ｓ：金属条幅、Ｅ：式（１）の解の整数部、Ｆ：式（１）の解の小数部、φ：折返し部間角度、γ：側面折返し部角度）を用い、折返し部間角度が０°または３６０°にならないよう調整した。なお上記の金属条間隔の「−」とは、金属条の一端が図４（ｃ）に示すようにオーバーラップしていることを示しており、例えば−９．４ｍｍとは、オーバーラップ幅が９．４ｍｍであることを示す。観察結果を表２、図５に示す。なお表２の折返し部間角度は、各巻層における角度を示し、紙管の回転方向を基準として測定している。図５は金属条コイルの１段目（１層目）から１４段目（１４層目）までの折返し部の位置を測定したグラフであり、縦軸の「折返し部位置角度」とは、１段目の折返し部位置を基準として（ａ＋１）段目（ａは任意の自然数）の折返し部がどの位置に存在するかを角度で表したものであり、コイルを側面から見た際の１段目の折返し部中心線と、（ａ＋１）段目（ａは任意の自然数）を通る直線とのなす角（紙管回転方向での絶対角）である。図５（ａ）はＮｏ．１、図５（ｂ）はＮｏ．２の観察結果を示す。これらは、１段目から順に折返し部が一方向に移動していることを示している。なお事前の実験により、金属条間隔を調整して折返し部間角度を３６０°に調整した（折返し部が全巻層に渡って重複している）金属条コイルは、コイル端部に大きな盛り上がりが発生していることを確認した。

表２より、本発明例であるＮｏ．１の金属条コイルは、コイル幅方向中央部と両端部の高さの差がほぼ０ｍｍであり、盛り上がりが無く非常に良好な巻き上がり形状であることが確認できた。本発明例２の金属条コイルは、コイル両端部が幅方向中央部よりも僅かに盛り上がった形状になっていたが、折返し部が全巻層に渡って重複している金属条コイルよりは盛り上がりが小さいことが確認された。これは図５に示すように、Ｎｏ．１の金属条コイルは１４層中１層も同じ位置に重複していないが、Ｎｏ．２のコイルは４層毎に１度側面折返し部位置角度が重複しているためである。

（実施例２）
次に、オーバーラップ幅の効果を確認した。表１に示す組成を有する、幅２２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのマルテンサイト系ステンレス鋼の金属条を外径３５０ｍｍの紙管に金属条を間隔＋１ｍｍに設定して螺旋状に巻回し、金属条コイル（Ｎｏ．３）を作製し、巻き上がり形状を観察した。金属条コイルのその他の製造条件は、実施例１のＮｏ．１と同じである。なお金属条間隔の「＋１ｍｍ」とは、隣接する金属条がオーバーラップしておらず、１ｍｍの間隔が空いていることを示す。確認の結果、Ｎｏ．３のコイルには巻取り角度の増大による折れが発生しており、Ｎｏ．１の金属条コイルより巻き形状が若干劣る結果となった。一方で外径５５０ｍｍの紙管に、Ｎｏ．３の金属条コイルと同じ製造条件で作製したＮｏ．４の金属条コイルは、Ｎｏ．１より巻取り量が少なく生産性も劣るが、コイル端部における盛り上がりを抑制できていることが確認できた。

（実施例３）
続いて、折り返し部の重複領域に関する影響を確認した。実施例１のＮｏ．１の製造条件をベースに、金属条コイル幅を変化させて各巻層における折返し部間角度を１１８°に調整したＮｏ．４の金属条コイルを作製した。金属条コイルのその他の製造条件は、実施例１のＮｏ．１と同様である。図６にＮｏ．４の金属条コイルの１段目から１４段目までの折返し部の位置を測定したグラフを示す。図に示すように、Ｎｏ．４の折返し部位置角度は巻層毎に重複しないように形成されているが、ａ段目とａ＋３段目（例えば２段目と５段目、３段目と６段目、４段目と７段目）の角度差がおよそ５°であった。これにより、Ｎｏ．３の金属条コイルは、コイル側面に実用上問題ない程度の段差上ズレが生じており、Ｎｏ．１の金属条コイルより巻き形状が若干劣っていたが、コイル端部における盛り上がりが抑制できていることが確認できた。

１：７ａ、７ｂ．金属条
２：パンケーキコイル
３：溶接機
４：ダンサ
５：アーム部
６：金属条コイル
８、８ａ、８ｂ、８ｃ：折返し部
９．巻芯
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ：巻層
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ：オーバーラップ部
ｄ：金属条間隔
ｇ１、ｇ２、ｇ３：折返し部の中央部
ｈ：浮上がり高さ
Ｏ：金属条コイル中心軸
α、β：巻取り角度
γ、γ１、γ２、γ３：側面折返し部角度
φ、φ１、φ２、φ３：折返し部間角度

Claims (9)

1. 金属条が巻芯に巻回されてなる金属条コイルであって、
   前記金属条は、前記巻芯の一端側から他端側に向かって、前記巻芯の軸方向に対して傾斜した巻取り角度を有して巻回され、前記他端側のあらかじめ設定したコイル幅端部である他端部において折返し、前記巻芯の前記他端側から一端側に向かって、前記巻芯の軸方向に対して傾斜した巻取り角度を有して巻回され、前記一端側のあらかじめ設定したコイル幅端部である一端部において折返し、これを複数回繰り返して巻回されており、
   前記折返しにおいて、前記金属条は、前記巻芯の軸方向に対して垂直な方向に巻回された折返し部を有し、
   前記金属条コイルの側面視において、前記折返し部は円弧状となっており、かつ前記折返し部は内周から外周に向かって多段状に形成されており、前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線が、前記内周から外周に向かって多段状に形成された前記円弧状の折返し部の順に、段階的に一方向に回転するように形成されていることを特徴とする金属条コイル。
2. 前記金属条コイルの側面視において、ａ段目（ａは自然数）における前記折返し部の前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線と、（ａ＋１）段目における前記折返し部の前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線とのなす角度で定義する折返し部間角度（°）は、３６０の約数で表される角度以外の角度であることを特徴とする請求項１に記載の金属条コイル。
3. 前記折返し部間角度は、１５°を超え３４５°未満であることを特徴とする請求項２に記載の金属条コイル。
4. 前記金属条コイルの側面視において、ａ段目（ａは自然数）における前記折返し部の前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線と、（ａ＋１）〜（ａ＋４）段目におけるそれぞれの前記折返し部の前記円弧状の弧の中点と弧の中心とを結ぶ線との角度が、６°より大きい角度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の金属条コイル。
5. 前記巻芯の一端側から他端側に、および前記他端側から一端側に向かって巻回されている金属条において、隣り合う金属条の一端が重なっているオーバーラップ部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の金属条コイル。
6. 前記金属条のオーバーラップ部の幅は、前記金属条の幅の１０％以上であることを特徴とする請求項５に記載の金属条コイル。
7. 請求項１〜６に記載の金属条コイルの製造方法であって、
   金属条コイルの折返し部間角度を下記の計算式（１）、（２）より導出し、
   得られる折返し部間角度が０°または３６０°を除外する角度となるように金属条間隔、金属条幅、金属条コイル幅を調整して金属条を巻取る、金属条コイルの製造方法。
   
   式（１）：（Ｗｏｃ＋ｄ）／（Ｗｓ＋ｄ）＝（Ｅ＋Ｆ）
   式（２）：φ＝γ＋３６０°×Ｆ
   （Ｗｏｃ：金属条コイル幅、ｄ：金属条間隔、Ｗｓ：金属条幅、
   Ｅ：式（１）の解の整数部、Ｆ：式（１）の解の小数部、φ：折返し部間角度、
   γ：側面折返し部角度）
8. 前記折返し部間角度（°）は、３６０の約数で表される角度以外の角度となるように、金属条間隔、金属条幅、金属条コイル幅を調整して金属条を巻取る、請求項７に記載の金属条コイルの製造方法。
9. 前記金属条を巻芯に巻き回す際、巻取り終了時の張力を、巻取り開始時の張力の２０〜９０％とする、請求項７または８に記載の金属条コイルの製造方法。

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