(57)【要約】【課題】コンパクトな形状で、できるだけ効率のよいゼロ磁場コイル基板を得る。【解決手段】隣り合う導線２，２’に逆方向の電流が流れる３つ以上のゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋが、絶縁層４を介して上下方向に積層され、最上層又は最下層のコイルパッド５に接続されている。好ましくは、それぞれのゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋは、隣り合う導線２，２’が中心に向かって螺旋状に巻かれて中心で接続されており、上下に隣り合う上記ゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋの導線２，２’には、逆方向の電流が流れるようになっている。【選択図】図４
2020088098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う導線に逆方向の電流が流れるゼロ磁場コイルが、絶縁層を介して上下方向に積層され、最上層又は最下層のコイルパッドに接続されている
ことを特徴とするゼロ磁場コイル基板。
【請求項２】
請求項１に記載のゼロ磁場コイル基板において、
上記ゼロ磁場コイルは、隣り合う導線が中心に向かって螺旋状に巻かれて中心で接続された複数のコイルよりなり、
上下に隣り合う上記ゼロ磁場コイルの導線には、逆方向の電流が流れるようになっている
ことを特徴とするゼロ磁場コイル基板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のゼロ磁場コイル基板において、
上下に隣り合う上記ゼロ磁場コイルは、並列に接続されている
ことを特徴とするゼロ磁場コイル基板。
【請求項４】
上下方向に積層された絶縁層間に、逆方向の電流が流れる一対の隣り合う導線が、
各層において、正六角形を半分に切った等脚台形状となるように、一方の脚から他方の脚に向かって延びた後、絶縁層を通過し、
他の層において、折り返され、該層における等脚台形の一方の脚から他方の脚へ向かって延びるようにして順次各絶縁層を通過しながら配線され、
上方から透視して重なり合う等脚台形が正六角形状となるように積層されている
ことを特徴とするゼロ磁場コイル基板。
【請求項５】
請求項４に記載のゼロ磁場コイル基板において、
最上層には、上方から透視した正六角形状の外形に合わせて立方体形状のコイル模様が印刷されており、
最上層又は最下層には、上記一対の導線が繋がるコイルパッドが設けられている
ことを特徴とするゼロ磁場コイル基板。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載のゼロ磁場コイル基板の使用方法において、
特定周波数の信号を含む電流を流し、水に対して該特定周波数の信号の情報を転写する
ことを特徴とするゼロ磁場コイル基板の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼロ磁場コイル基板及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電磁波の無い状態の無極性磁場（以下、ゼロ磁場という）空間にする無極性磁場発生コイルが知られている（例えば、特許文献１参照）。このゼロ磁場コイルでは、縦軸の対のコイルが逆向きに巻かれている場合には同方向に電流を流し、縦軸の対のコイルが同方向に巻かれている場合には逆方向に電流を流すようにしている。
【０００３】
また、特許文献２のように、電流が流されると互いに打ち消し合うような磁場を発生する、巻回方向が互いに逆の一対のコイル状導電回路をプリントパターン化して設けたカード式ゼロ磁場発生装置が知られている。
【０００４】
一方、ゼロ磁場コイルではないが、絶縁層を介して積層されている３つ以上の導電層を有するコイル基板が知られている（例えば特許文献３）。このコイル基板では、その板厚方向における一端側の最外の導電層を含みかつ、他端側の最外の導電層を含まない一部複数の導電層に渦巻形のコイル部が形成され、それらコイル部が板厚方向に並んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５６３２４号公報
【特許文献２】特開２００３−６９１８４号公報
【特許文献３】特開２０１８−１８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ゼロ磁場コイル基板の用途が広がっている。このため、コンパクトな形状で、できるだけ効率のよいゼロ磁場コイル基板のニーズが増えてきている。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コンパクトな形状で、できるだけ効率のよいゼロ磁場コイル基板を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明では、複数層よりなる１枚の基板にゼロ磁場コイルを設けた。
【０００９】
なお、本明細書で、明確化のために、ゼロ磁場コイル基板の板厚方向の表面側の層を最上層とし、裏面側の層を最下層と規定しているが、表面層が上下左右のどちらの方向で用いられてもよい。
【００１０】
具体的には、第１の発明では、隣り合う導線に逆方向の電流が流れるゼロ磁場コイルが、絶縁層を介して上下方向に積層され、最上層又は最下層のコイルパッドに接続されている。
【００１１】
上記の構成によると、隣り合う導線で磁場を打ち消し合ってゼロ磁場を形成するゼロ磁場コイル（無誘導コイル）が上下方向（板厚方向）に積層された状態で形成されているので、コンパクトな形状で、できるだけ効率のよいゼロ磁場コイル基板が得られる。
【００１２】
第２の発明では、第１の発明において、
上記ゼロ磁場コイルは、隣り合う導線が中心に向かって螺旋状に巻かれて中心で接続された複数のコイルよりなり、
上下に隣り合う上記ゼロ磁場コイルの導線には、逆方向の電流が流れるようになっている。
【００１３】
上記の構成によると、水平方向に隣り合う導線だけでなく、上下方向に隣り合う導線との間でも磁界を打ち消し合うので、さらにゼロ磁場コイルとしての性能が向上する。
【００１４】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上下に隣り合う上記ゼロ磁場コイルは、並列に接続されている。
【００１５】
上記の構成によると、各層に配置したゼロ磁場コイルに最上層又は最下層のコイルパッドから電流を一気に流すことができるので、パルス信号、特定周波数等の信号を含む電流を流すような場合に、磁場を打ち消し合う効果が向上する。
【００１６】
第４の発明では、上下方向に積層された絶縁層間に、逆方向の電流が流れる一対の隣り合う導線が、
各層において、正六角形を半分に切った等脚台形状となるように、一方の脚から他方の脚に向かって延びた後、絶縁層を通過し、
他の層において、折り返され、該層における等脚台形の一方の脚から他方の脚へ向かって延びるようにして順次各絶縁層を通過しながら配線され、
上方から透視して重なり合う等脚台形が正六角形状となるように積層されている。
【００１７】
上記の構成によると、板厚の薄い１枚の基板の内部にゼロ磁場コイルが折り畳まれたような状態で効率よく収容される。
【００１８】
第５の発明では、第４の発明において、
最上層には、上方から透視した正六角形状の外形に合わせて立方体形状のコイル模様が印刷されており、
最上層又は最下層には、上記一対の導線が繋がるコイルパッドが設けられている。
【００１９】
上記の構成によると、表面となる最上層に外観にも優れたコイル模様が施され、最上層又は最下層に接続のためのコイルパッドが設けられるので、見映えがよく使用しやすいゼロ磁場コイル基板が得られる。
【００２０】
第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、
特定周波数の信号を含む電流を流し、水に対して該特定周波数の信号の情報を転写する構成とする。
【００２１】
ここで、「特定低周波数」の基本周波数は、例えば、６〜５０Ｈｚの疎密波よりなり、６Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下の低周波数レンジのものである。上記の構成によると、多層化されたゼロ磁場コイル基板から発生される低周波電磁波等が水分子の水素結合に吸収され、水の物理特性が変化することで、特定周波数の信号の情報が転写される。なお、ゼロ磁場コイルは、理論的には電磁波を発生しない構成となっているが、実際には電磁波をある程度は発生させている。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、コンパクトな形状で、できるだけ効率のよいゼロ磁場コイル基板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１に係るゼロ磁場コイル基板を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るゼロ磁場コイル基板を示し、（ａ）が第二層を示す平面図で、（ｂ）が最下面を示す底面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るゼロ磁場コイル基板の回路図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るゼロ磁場コイル基板の層構造を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板の第２層を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板の各層を示す平面図であり、（ａ）は第３層で、（ｂ）は第４層である。
【図８】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板の各層を示す平面図であり、（ａ）は第５層で、（ｂ）は第６層である。
【図９】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板の各層を示す平面図であり、（ａ）は第７層で、（ｂ）は第８層である。
【図１０】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板の回路図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板の層構造を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板のビア位置を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板を用いた実験データを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（実施形態１）
図１〜図４は、本発明の実施形態１のゼロ磁場コイル基板１を示す。このゼロ磁場コイル基板１は、例えば、直径２６５ｍｍのリジット基板よりなり、厚さが２ｍｍで層数は、１２層である。図２（ａ）に代表として第２層１ｂを示すように、第２層１ｂから第１１層１ｋまで、隣り合う導線２，２’に逆方向の電流が流れるゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋが、絶縁層４を介して上下方向に積層され、最下層１ｌのコイルパッド５に接続されている。導線２，２’の線幅は、１ｍｍ程度で各導線２，２’間の距離は０．５ｍｍである。各絶縁層４に導線２，２’を印刷して積層する方法自体は、例えば公知の多層基板の製造方法を用いるとよい。
【００２６】
それぞれの上記ゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋは、隣り合う導線２，２’が中心に向かって螺旋状に巻かれており、その中心の折り返し部２’’（図２（ａ）に示す）で接続されている。言い換えれば、導線２が間隔を空けて螺旋状に巻かれ、折り返し部２’’で折り返し、この間隔を通って他方の導線２’が戻ってくるように、導線２，２’が印刷されている。この構成により、１つのコイル内で電流を流すと、隣り合う導線２，２’で理論上、磁界が打ち消し合ってゼロ磁場コイル（無誘導コイル）となる。なお、このゼロ磁場コイルにおいて、電流信号が流れる行きの導線２と帰りの導線２’との間では、どうしてもおよそ導線２，２’の直径分だけ離れたところに電流が流れるので、インダクタンスは必ずしもゼロにはならず、コイルは完全なゼロ磁場にはならない。つまり、両方の導線２，２’から等間隔で磁界がキャンセルされる箇所は限定されるので、等距離にならないところが至る所に存在することになり、電流信号から発生する磁界が完全にはキャンセルされない。また、このゼロ磁場コイルを使用することで、外来の磁気雑音をキャンセルして微弱な磁界（磁束密度）の正確な測定をすることも可能である。
【００２７】
ゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋは、各層を構成する絶縁層４の表面に同様に印刷されており、図３及び図４に模式的に示すように、上下に隣り合うゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋは、並列に接続されている。上下に隣接する各コイルの導線２，２’の接続を交互にすることで、上下に隣り合う上記ゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋの導線２，２’には、逆方向の電流が流れるようになっている。
【００２８】
なお、図１に示す最上層（第１層１ａ）には、各層のゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋと同じ円形螺旋状のパターン印刷８が施されている。すなわち、この第１層１ａは、外観だけで実際には導線２，２’が配線されておらず、電流は流れない。また、第１層１ａには、例えば一対のＬＥＤ６が設けられており、図４に示すように、各絶縁層４を通過して最下層である第１２層１ｌのＬＥＤパッド７にＬＥＤ用配線６ａによって接続されている。ＬＥＤ６の色、光量、数等は特に限定されない。これにより、ＬＥＤ６の点灯の有無によってゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋに電流が流れているかどうかが容易に認識できるようになると共に、外観もよくなっている。
【００２９】
本実施形態では、隣り合う導線２，２’で磁場を打ち消し合ってゼロ磁場を形成するゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋが上下方向（板厚方向）に積層されているので、コンパクトな形状で、できるだけ効率のよいゼロ磁場コイル基板１が得られる。
【００３０】
しかも、本実施形態では、水平方向に隣り合う導線２，２’だけでなく、上下方向に隣り合う導線２，２’との間でも磁界を打ち消し合うので、さらにゼロ磁場コイル基板１としての性能が向上する。
【００３１】
また、ゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋがそれぞれ並列に接続されているので、各層に配置したゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋに最下層のコイルパッド５から電流を一気に流すことができる。このため、特定周波数の信号、パルス信号等を含む電流を流すような場合に、隣り合う導線との間での時間差が最小限となり、磁場を打ち消し合う効果が向上する。
【００３２】
したがって、本実施形態によると、コンパクトな形状で、できるだけ効率のよいゼロ磁場コイル基板１が得られる。
【００３３】
（実施形態２）
図５〜図１２は本発明の実施形態２に係るゼロ磁場コイル基板１０１を示し、特にゼロ磁場コイル１０３の構成等が異なる点で上記実施形態１と異なる。なお、本実施形態では、図１〜図４と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図６〜図９においては、各層間での導線１０２，１０２’の繋がりをわかりやすくするために裏面に設けた部分も上方から見た平面図としている。
【００３４】
本実施形態のゼロ磁場コイル基板１０１は、例えば、直径２６５ｍｍのリジット基板よりなり、厚さが２ｍｍで層数は、８層である。各絶縁層１０４に導線１０２，１０２’を印刷して積層する方法自体は、例えば公知のビルドアップ方式を用いるとよい。
【００３５】
図５並びに図６〜図９（ｂ）に各層の構成を示すように、本実施形態のゼロ磁場コイル１０３は、１本の導線１０２，１０２’が連続して巻かれた（一筆書きの）１つのコイルよりなる。導線１０２，１０２’は、中間点（図７（ａ）に拡大して示す折り返し部１０２’’）で折り返され、その線幅は１ｍｍ程度で、各導線１０２，１０２’間の距離は０．５ｍｍで、ビア径は、１．０ｍｍである。図１０にも示すように、１本の導線１０２，１０２’に電流が流れるようになっている。
【００３６】
つまり、上下方向に積層された絶縁層１０４間に、逆方向の電流が流れる一対の隣り合う導線１０２，１０２’が、第２層１０１ｂから第７層１０１ｇにおいて、正六角形を半分に切った等脚台形状となるように、一方の脚から他方の脚に向かって延びた後、絶縁層１０４を通過し、他の層において、折り返され、その層における等脚台形の一方の脚から他方の脚へ向かって延びるようにして順次各絶縁層１０４を通過しながら配線され、上方から透視して重なり合う等脚台形が正六角形状となるように積層されている。
【００３７】
図１１を用いて各層の構成を見ながら具体的に説明すると、図９（ｂ）の最下層である第８層１０１ｈには、上記実施形態１と同様にコイルパッド１０５とＬＥＤパッド１０７とが設けられている。一対のコイルパッド１０５は、折り返し部１０２’’で接続された導線１０２，１０２’の一対の端部にそれ接続されている。平行な導線１０２，１０２’は、図９（ａ）で第７層１０１ｇを平面視したときに、平行を保ったまま等脚台形の上辺の中央に向かって延び、垂直に曲がって等脚台形の脚に設けたビアＡを介して図８（ｂ）に示す第６層１０１ｆの等脚台形の底辺に繋がる。
【００３８】
その後、他方の脚に設けたビアＢへ延び、ビアＢを介して図８（ａ）に示す第５層１０１ｅの等脚台形の上辺に繋がり、他方の脚に設けたビアＣへ延び、ビアＣを介して図７（ｂ）に示す第４層１０１ｄの等脚台形の底辺に繋がる。
【００３９】
その後、他方の脚に設けたビアＤへ延び、ビアＤを介して図７（ａ）に示す第３層１０１ｃの等脚台形の上辺に繋がり、他方の脚に設けたビアＥへ延び、ビアＥを介して図６に示す第２層１０１ｂの等脚台形の底辺に繋がる。
【００４０】
その後、他方の脚に設けたビアＦへ延び、ビアＦを介し、各絶縁層４を通過して図９（ａ）に示す第７層１０１ｇに戻り、最初にコイルパッド１０５から延びてきた導線１０２，１０２’の下を通って再びビアＡに到達する。
【００４１】
同様の配線を各層で等脚台形が完成するまで行う。なお、図７（ａ）に一部拡大して示すように、第３層１０１ｃに折り返し部１０２’’が設けられている。
【００４２】
すると、図５に平面視で第１層１０１ａにパターン印刷１０８を施したような外形の輪郭が正六角形状の配線が完成する。この第１層１０１ａのパターン印刷は、見映えがよくなるように、上方から透視した正六角形状の外形に合わせて立方体形状のコイル模様が印刷されている。第１層１０１ａには、例えば一対のＬＥＤ１０６が設けられ、第８層１０１ｈのＬＥＤパッド１０７に対してＬＥＤ用配線１０６ａに接続されている。
【００４３】
このように、本実施形態では、板厚の薄い１枚のゼロ磁場コイル基板１０１の内部に６層の等脚台形で構成された一筆書きのゼロ磁場コイル３ｂ〜３ｋが折り畳まれたような状態で効率よく収容される。
【００４４】
本実施形態では、表面となる最上層（第１層１０１ａ）に外観にも優れたコイル模様が施され、最下層（第８層１０１ｈ）に接続のためのコイルパッド５が設けられるので、見映えがよく使用しやすいゼロ磁場コイル基板１０１が得られる。
【００４５】
−ゼロ磁場コイル基板の使用方法−
上記実施形態１及び２のゼロ磁場コイル基板１，１０１の使用方法は、特に限定されないが、その使用方法の一例について実験データを用いて説明する。
【００４６】
この使用方法では、実施形態２のゼロ磁場コイル基板１０１を内蔵した特定周波数発生装置（図示省略）を用いた。この特定周波数発生装置の上面にゼロ磁場コイル基板１０１が設けられている。この特定周波数発生装置を用いてゼロ磁場コイル基板１０１上に特定周波数の信号を含む電流を流し、その上方に載置した容器に入れられた水に対して特定周波数の信号の情報を転写した。「特定低周波数」の基本周波数は、例えば、６〜５０Ｈｚの疎密波よりなり、６Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下の低周波数レンジのものである。例えば、地球と電離層との間に存在するシューマン波に相当する約７．８Ｈｚの波長を含むを持つ電気信号を含む電流をゼロ磁場コイル基板１０１に流した。このようなシューマン波を水に与えると、その低周波電磁波が水の水素結合に吸収され、その結合角度が１０４．５度から１０８度に変化することがわかっている。本実験では、上記特定低周波数として発信された言語エネルギーを水に加波した。
【００４７】
その後、ラマン散乱スペクトルの比較を行った。測定試料として、原水と上記加波後の処理水とを用い、それぞれＮＲＳ−５０００型レーザラマン分光光度計で計測した結果を図１３に示す。
【００４８】
原水、処理水ともに複数回数測定を行い、再現性を確認した。再現測定の結果、水のＯ−Ｈ伸縮振動に由来する３４００ｃｍ−ｌ、３２５０ｃｍ−ｌ間で原水に比べ、処理水にスペクトルの減少傾向が認められた。水の構造化、つまりＯ−Ｈ伸縮振動が抑制されていることが見て取れる。
【００４９】
このように、本実施形態では、多層化されたゼロ磁場コイル基板１０１から発生される低周波電磁波が水分子の水素結合に吸収され、水の物理特性が変化することで、特定周波数の信号の情報を転写できることがわかった。
【００５０】
（その他の実施形態）
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５１】
すなわち、上記各実施形態では、コイルパッド５，１０５を最下層（第１２層１ｌ，第８層１０１ｈ）に設けたが、第１層１ａ，１０１ａに設けてもよい。また、上記各実施形態では、寸法の一例を示したが、それよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。さらに、実施形態１のゼロ磁場コイルの層数は、８層、１２層など層数を変えてもよい。
【００５２】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【符号の説明】
【００５３】
１      ゼロ磁場コイル基板 
１      基板 
１ａ〜１ｌ    第１層（最上層）〜第１２層（最下層） 
２，２’      導線 
２’’        折り返し部
３ｂ〜３ｋ    ゼロ磁場コイル 
４      絶縁層 
５      コイルパッド 
６      ＬＥＤ 
６ａ    ＬＥＤ用配線
７      ＬＥＤパッド 
８      パターン印刷 
１０１      ゼロ磁場コイル基板 
１０１ａ〜１０１ｈ    第１（最上層）〜８層（最下層）
１０２，１０２’  導線 
１０２’’  折り返し部
１０３      ゼロ磁場コイル 
１０４      絶縁層 
１０５      コイルパッド 
１０６      ＬＥＤ 
１０６ａ    ＬＥＤ用配線
１０７      ＬＥＤパッド 
１０８      パターン印刷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020088098.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020088098.tif 000011
【図１０】
2020088098.tif 000012
【図１１】
2020088098.tif 000013
【図１２】
2020088098.tif 000014
【図１３】
2020088098.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月17日(2019.9.17)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視正六角形状の各辺のうち、互いに他の辺を挟んで配置される三辺にそれぞれビアを有し、
上下方向に積層された絶縁層間に、逆方向の電流が流れる一対の隣り合う導線が、
各層において、正六角形を半分に切った等脚台形状となるように、一方の脚を構成する一方のビアから他方の脚を構成する他方のビアに向かって延びた後、該他方のビアにおいて絶縁層を通過し、
他の層において、折り返され、該層における等脚台形の一方の脚を構成する上記他方のビアから他方の脚を構成するビアへ向かって延びるようにして順次各絶縁層を通過しながら配線され、
上方から透視して重なり合う等脚台形が正六角形状となるように積層されている
ことを特徴とするコイル基板。
【請求項２】
請求項１に記載のコイル基板において、
最上層には、上方から透視した正六角形状の外形に合わせて立方体形状のコイル模様が印刷されており、
最上層又は最下層には、上記一対の導線が繋がるコイルパッドが設けられている
ことを特徴とするコイル基板。