CN109564799A - 布线片材、片材状系统、以及构造物运用支援系统 - Google Patents

Abstract

布线片材(120)具备：一个以上的碳布线(102)，分别为信号线或者供电线，该碳布线是以碳为主要材料的导体，具有柔性；以及绝缘片材(104)，覆盖碳布线(102)的大致整体，将电绝缘体作为主要材料，具有柔性。

Description

布线片材、片材状系统、以及构造物运用支援系统

技术领域

本发明涉及包括导电线的片材体的布线片材、以及包括该布线片材的系统等。

背景技术

在各地的施工现场，以往进行了各种措施以达到人手进行的构造物的维持管理工作的效率化、修补周期的长期化。

例如在隧道等混凝土构造物，在完成后经过年月，混凝土的墙面会发生裂缝。这样的裂缝中浸入雨水以及地下水等，在冬季这些水冻结，导致裂缝进一步增大。而且，这样的裂缝会成为墙面剥落的原因，是很危险的。为了防止这样的危险，提出了在修复墙面的裂缝时，在墙面布设导电线，从照明布线通电到该导电线来发热，从而防止冻结的方法(参考专利文献1)。

以往针对所述的混凝土构造物有无裂缝等异常是由施工现场的工人用手进行听音诊断等，也提出了有关替代这样人手进行的检查工作的装置等的技术。例如，提出了通过定点设置或者行驶车辆搭载的摄像机而获得的摄影图像的分析，来进行构造物的检查的技术。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1∶日本特公平04-029840号公报

发明内容

发明要解决的课题

目前正在推进“IoT(Internet of Things，物联网)”社会的构筑，有一种构思是在所述的构造物上直接安装传感器，通过该传感器远程收集有关构造物的状态的信息。通过远程通信获得来自传感器的信息，能够以高于定期地派检查员到当地的频度，或者有需要的时候随时获得有关构造物的状态的信息。

此外，达到混凝土构造物的使用年限的建筑物占设施整体的比率越来越增加，可以预想以能够确保安全的频度来进行人手检查，需要大量的成本。于是，通过使用如上所述的传感器，能够获得根据图像不能测量的物理量，能够诊断构造物的状态。

然而，在构造物设置传感器来实现信息收集时，存在以下的问题点。

首先，在非常需要使用传感器进行检查的构造物，对于向传感器供电以及与传感器进行通信而设置的布线，是很严酷的环境。例如因为混凝土容易劣化需要较频繁地进行可靠性高的检查的环境，可能是氯化物多的环境，或者是酸性度高的环境，从而供电以及通信中普遍使用的金属布线容易劣化。因此，为了铺设能够长期信赖的布线，需要冗余性的确保以及持续维修的成本。

此外，在需要检查的构造物中，有些交通以及通信等社会基础设施是非常大规模的。例如，某个通信公司的通信线用的隧道(洞道)的总长为600km。此外，某个供电公司的管辖范围内的供电线用的洞道，总长达到2000km以上。在这种规模的构造物中，人可以进入但是比较窄，形状多蜿蜒而复杂。

换言之，使用直接安装在构造物上的传感器，对这种洞道的定期检查，确实变得更迅速且容易。然而，在构筑包括大量传感器的检查系统，用来监测这种大规模且复杂的形状的构造物时，出现很难兼顾在严酷的环境下确保长期可靠性以及控制成本这双方的问题。

本发明是鉴于这些问题而提出的，其目的在于提供布线片材、以及包括该布线片材的片材状系统等，从而广泛地对应被设置的地方的形状以及环境，并且控制导入以及维持所需的成本。

解决课题所采用的手段

为了所述达到目的，本发明的一个方案涉及的布线片材具备：一个以上的碳布线，分别为信号线或者供电线，该碳布线是以碳为主要材料的导体，具有柔性；以及绝缘片材，覆盖所述一个以上的碳布线的大致整体，将电绝缘体作为主要材料，具有柔性。

从而，能够沿着构造物的表面设置耐环境性高的布线。

此外可以是所述一个以上的碳布线，以石墨烯、石墨、或者碳纳米管作为主要碳材料，所述绝缘片材，以树脂、布、或者纸作为主要材料。

从而作为包括布线的片材，能够响应各个设置场所的多种外形的要求，设置能够长期使用的耐环境性高的布线。此外，碳布线的材料，能够考虑成本以及所需的性能(电阻)进行选择。

另外可以是，例如所述绝缘片材，以聚氯乙烯树脂作为主要材料。

聚氯乙烯树脂能够制作为具有柔软性，以对应复杂的形状。此外，该聚氯乙烯树脂在如洞道内部的湿度高、包含盐分的环境下，耐久性高。而且，能够比较廉价地供应，从而能够控制例如在洞道内设置的布线片材的导入以及之后维持的成本。

此外可以是，关于利用所述材料获得的碳布线的电阻，作为具体的范围例如是电阻值在每1cm的长度中为0.01Ω以上且1Ω以下。

此外可以是，所述一个以上的碳布线包括所述供电线，所述供电线呈栅格状。

这样获得的二维形状的电路径，比使用1个线形碳布线的一维形状的路径，电阻更低，更能够高效地传输电力。此外，这样的在内部包括碳布线，二维扩展的布线片材，能够以高自由度地选择取电的位置。这样的布线片材的构成，例如适用于墙纸等。用该墙纸覆盖居室等的墙面，从而将碳布线与电源连接，则可以在墙面的各个位置取电。此外，这样的墙纸，不需要进行大规模工程，就能在广范围提供用于安装负载的场所，该负载包括电路，容易导入IoT技术。

此外可以是，所述绝缘片材具备过孔，该过孔用于将所述绝缘片材的外部的导体与所述碳布线电连接。

从而，能够实现能够沿着构造物的表面配置多个负载的系统，该多个负载与耐环境性高的布线连接。

此外可以是，所述绝缘片材具备接点，该接点由各向异性导电橡胶形成，能够向所述绝缘片材的厚度方向导电，用于将所述绝缘片材的外部的导体与所述碳布线电连接。

从而，例如在绝缘片材上设置的所述负载的端子或者与该端子电连接的布线与绝缘片材覆盖的碳布线，能够更确实地电连接。此外，在没有连接负载的时候，能够与使用绝缘片材覆盖的地方一样，使内部的碳布线与外部绝缘。

此外可以是，所述一个以上的碳布线为三个以上，所述三个以上的碳布线中包括，所述供电线、所述信号线、以及第一地线。

在设置了该布线片材的地方设置负载，该负载从耐环境性高的供电线接受供电，向耐环境性高的信号线输出信号。

此外可以是，在所述绝缘片材，所述供电线、所述信号线、以及所述第一地线平行地延伸，所述信号线位于所述供电线与所述第一地线之间。

细长形的信号线，会受到输送的信号的影响起到天线的作用，发出电波，这个电波会成为如下电波干扰的原因，对周围的其他信号线产生噪声，或者引起电子仪器的误操作等。通过所述构成，通过信号线与供电线之间、信号线与第一地线之间的电容耦合，能够抑制信号线内的信号中包含的、成为电波干扰原因的谐波分量。

此外，本发明的一个方案涉及的片材状系统，具备：所述的布线片材中的任一个；以及多个负载，在所述绝缘片材的外部，与所述一个以上的碳布线电连接，所述一个以上的碳布线包括所述供电线，所述多个负载的每一个包括：蓄电元件，接受来自所述供电线的供电，并蓄电；以及电路，接受来自所述蓄电元件的供电，间歇地动作。

从而，例如使负载进行间歇性动作即定时动作的系统，能够通过电阻比较大但是廉价的供电线来实现。在这个系统中，在负载进行定时动作以外的时间，利用被提供的电力，对蓄电元件进行充电。换言之，利用控制了大小的电流来实施蓄电元件的充电。因此，能够抑制电阻损失。

此外可以是，所述一个以上的碳布线包括所述信号线，所述电路包括传感器，经由所述信号线输出由所述传感器测量的物理量。

从而能够实现包括传感器的片材状系统，该传感器例如在洞道一样的环境下长期使用的供电线获得供电、并向在该环境下长期使用的信号线输出表示计测结果的信号。

此外可以是，所述一个以上的碳布线是两个以上，所述两个以上的碳布线中包括第二地线，该第二地线用于获取接地电位，而不实际流动电流。

从而能够实现这样的片材状系统，例如由传感器正确地测量作为设置位置的构造物的表面电势。

此外可以是，所述一个以上的碳布线包括所述供电线，所述多个负载分别具备电路，该电路用于将蓄积在所述蓄电元件的电力返还给所述供电线。

在所述的片材状系统中，因为供电线的电阻比较大而产生的电压降的影响，会发生一部分负载不能得到充分充电的情况。但是在所述构成中，能够在片材状系统内共用供电线的近邻的负载之间，在可以的情况下彼此换流电力。从而，在片材状系统整体中，提高动作的稳定性。

此外可以是，所述一个以上的碳布线包括所述供电线，所述片材状系统具备网关，所述网关使电线与所述供电线电连接，所述电线中流动着来自所述片材状系统的外部的电源的电，所述网关，针对所述多个负载的每一个，指示是否接受来自所述电源并经由所述供电线的供电。

从而，例如限制同时执行充电的负载的数量，从而抑制电压降，在片材状系统的各个负载，正常执行充电。

此外，本发明的一个方案涉及的构造物运用支援系统，具备：铺设在构造物的表面的多个上述片材状系统的任一个；以及电线，与所述多个片材状系统分别具备的所述一个以上的碳布线连接。

从而，能够将按照设置面即构造物的表面的形状来设置的片材状系统，按照该构造物的规模具备多个，能够实现长期稳定地运用各片材状系统上的负载的构造物运用支援系统。

发明效果

通过本发明，能够提供能广泛地对应设置场所的形状以及环境，并且控制导入以及维持所需的成本的布线片材、以及包括该布线片材的片材状系统等。

附图说明

图1是示出使用实施方式涉及的布线片材来实现的构造物运用支援系统的设置例的图。

图2是示出对所述的构造物运用支援系统从构造物的外侧透视的状态的模式图。

图3是示出所述的构造物运用支援系统中的各构成要素之间的连接形式的例子的模式图。

图4是示出实施方式涉及的片材状系统具备的负载的功能性构成例的方框图。

图5是模式性示出实施方式涉及的布线片材的构成例的部分截面图。

图6A是示出实施方式的变形例2中的碳布线的形状的例子的模式图。

图6B是示出实施方式的变形例2中的碳布线的形状的其他例子的模式图。

图6C是示出实施方式的变形例2中的包括碳布线的布线片材的模式性的部分截面图。

图7是示出实施方式的变形例4中的，利用各向异性导电橡胶构成的接点，将绝缘片材中的碳布线与外部的导体电连接的布线片材的构成例的模式性的部分截面图。

图8是示出实施方式的变形例5中的第二地线的连接例的方框图。

图9是示出实施方式的变形例7涉及的片材状系统具备的负载的功能构成的方框图。

图10A是用于说明实施方式的变形例8涉及的片材状系统的构成的模式图。

图10B是示出实施方式的变形例8涉及的片材状系统具备的网关的功能构成例的方框图。

图11是用于说明实施方式的变形例10涉及的布线片材的碳布线的设置的例子的模式图。

具体实施方式

(实施方式)

以下利用附图来具体说明实施方式。

以下说明的实施方式均表示概括的或者具体的例子。以下的实施方式示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形式等都是一个例子，主旨不是限制本发明。因此，在以下实施方式的构成要素中，表示本申请的最上位概念的方案中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。

此外，以下说明中参考的各图都是示意图，没有正确表示各构成要素的形状以及大小关系。此外，在各图中共同的构成部件，用相同的符号来示出。

[1.构成]

[1-1.概要]

图1是示出使用本实施方式涉及的布线片材来实现的构造物运用支援系统的设置例的图。在本图中示出在构造物的墙面设置的构造物运用支援系统10的样子。图2是示出对图1示出的构造物运用支援系统10，从构造物的外侧透视的样子的模式图。

这些图示出的构造物，例如是具有混凝土材料的墙面以及路面，并延设在地下的洞道。该洞道是大致圆管状，大小为至少人能够行走该内部的路面的程度，在图1中弓形的墙面是该圆管的内侧面。路面设置在该圆管内部的下侧，是通行者步行的面。

另外，本图中为了方便说明，简化示出了洞道内的状况，在现实中的洞道内，如果是通信公司的洞道则有通信线，如果是电力公司的洞道则有送电线以及支持这些的架台、以及用于工作人员工作的照明器具以及通信线等多个。而且洞道的墙面的一部分，会被这些供电线遮住等。以往由检查员使用敲击棒敲击墙面，通过敲音进行洞道检查。换言之，即使人通过敲音进行检查，在整个墙面进行检查时，也不是容易的。

构造物运用支援系统10具备多个片材状系统100、与片材状系统100连接的电线500。

沿着洞道的墙面的周向而设置的片材状系统100，分别具备布线片材120以及多个负载140。布线片材120的大小，作为一例是长边方向的大约10m。此外，相同的布线片材120具有的负载140之间的间隔，作为一例是大约1m。此外，布线片材120之间的间隔，作为一例是大约10m。

布线片材120具备碳布线102以及绝缘片材104。如图1以及图2示出的例子中，布线片材120分别包括用虚线表示的3个碳布线102。另外，布线片材120覆盖碳布线102的大致整体，碳布线102除了与外部的连接等的需要的部分以外，基本上不露出在布线片材120的外部。但是在图1以及图2中为了方便说明，用虚线来表示从外部看不见的碳布线102的存在以及设置。

各个碳布线102分别在构造物运用支援系统10中，作为信号线或者电源线来使用。另外，在本实施方式的说明中，电源线所指的可以是供电线、或者供电线以及地线(GND线：GROUND线)的组合。此外，电源线的概念中包括的与供电线作为一个组来使用的地线，在本说明书中称为第一地线。

碳布线102是以碳为主要材料的导体，具有柔性的线。这个材料的具体例子可举出石墨烯、石墨、以及单壁或者多壁的碳纳米管。

将这些作为主要材料来使用的原因之一是碳难以电离化，也就是具有难以腐蚀的性质。因此，将这些作为材料的碳布线102，即使在地下一样水分多的地方、土壤的酸性度或者碱度高的地方，或者离海岸近的地区等氯化物离子多的地方，也能长期保持作为布线的结构以及电性质。此外，这些材料比起在供电以及通信用的布线中通常使用的铜，能够稳定地提供，所以能够容易控制导入时的成本。另外还有以下理由，比较容易生产以及加工从而适用于大构造物，以及重量比较轻，所以设置工作负担小，而且在设置后难以成为构造物的负担，这些是使用所述材料的理由。

另外，利用所述各材料制作的碳布线102的电阻率有差。具体而言，利用单壁碳纳米管制作的碳布线102的电阻率比利用石墨制作的碳布线102的电阻率低，石墨烯或者多壁碳纳米管制作的碳布线102的电阻率位于中间。另一方面，价格是石墨最便宜，单壁碳纳米管最贵，石墨烯以及多壁碳纳米管位于中间。因此，关于使用所述材料中的哪一个，例如考虑在导入时的成本以及负载140的功耗等来适当地选择。另外，碳布线102的材料可以包含碳以外的物质，通过掺加例如硼的各个材料，能够获得电阻率更低的碳布线102。此外，按照需要也可以包含粘合剂。

此外，对于各碳布线102的形状以及大小等，可以考虑电阻或柔性来决定。即截面积的大小应为电阻不太高的程度，这是为了供电和信号发送。另一方面还需要细或者薄，从而能够沿着设置布线片材120的构造物的表面的形状进行变形。为了满足这些要求，作为各碳布线102的形状的例子，可以举出绳子状或者丝带状。另外，例如将单壁碳纳米管作为材料的碳布线102，设电阻值在每1cm的长度中为0.01Ω左右。此外，将石墨作为材料的碳布线102，设电阻值在每1cm的长度中为1Ω左右。将具有这样的电阻的碳布线102用作信号线或者电源线，从而本实施方式中的构造物运用支援系统10能够实用地工作。

绝缘片材104如上述一样覆盖碳布线102，在有物理上的冲击时得到一定的保护，从而使用方便。

此外，绝缘片材104将电绝缘体作为主要的材料。通过该绝缘性，作为电源线和信号线发挥作用的碳布线102得到保护，不受外部的电影响。此外，对内包的各个碳布线102固定彼此的位置关系，以避免各自之间不必要地接触，从而防止相互接触带来的影响。关于多个碳布线102在绝缘片材104内的设置等，在后边叙述。

此外，绝缘片材104具有柔性。通过该性质，绝缘片材104，按照图1以及图2表示的曲面、或者具有弯曲部的构造物的表面的形状而被安装。

作为具有这样的性质的绝缘片材104的材料的例子，可以举出树脂等的有机高分子体。

另外，在树脂中，例如聚氯乙烯树脂是不穿水并且耐酸性以及耐碱性出色。此外，可以通过调整制造时添加的增塑剂，使其具有柔性。具有这样的性质的聚氯乙烯树脂，成形为柔软的片材，以往作为遮覆洞道的墙面的接缝，防止地下水浸入的片材而被使用。此外，这样的聚氯乙烯树脂的片材，只要不是在超过大约60℃的热以及紫外线下的地方时，其耐久性可持续70年左右。通过这样的聚氯乙烯树脂作为主要材料的绝缘片材104，在不进入日光，在不需要工作人员穿耐热服工作的温度稳定的洞道，能够将内部包括的碳布线102，在长达数十年的期间从周围环境的水分、氯化物离子、酸性或者碱性的物质中得到保护。此外，使用这样的绝缘片材104，不需要频繁地更换布线片材120，能够控制构造物运用支援系统10的维持成本。

进而，聚氯乙烯树脂在树脂类中属于比较廉价的树脂。此外，在洞道的墙面设置以及更换上述防止浸水用的聚氯乙烯树脂制片材的工作，以往也有进行，也是今后需要进行的工作。因此，今后将防止浸水用的片材，更换为布线片材120，从而针对如洞道一样的大规模构造物，能够降低导入构造物运用支援系统10的成本。

另外，构成1个绝缘片材104的材料，不限定于1个种类。例如绝缘片材104可以由相互不同的材料来构成多个层。此外，1个绝缘片材104的结构，可以在整体上均相同，也可以按照位置而不同。按照位置而不同是指，例如在负载140的连接位置上因为加强或者固定负载140而设成多层结构，其他位置设成单层结构。

多个负载140，在这样的布线片材120的表面，沿着碳布线102以规定间隔而被设置。在图1以及图2示出的例子中，10个负载140在各布线片材120的与洞道的墙面相接的一侧的表面，以每隔大约1m设置一个。

在本实施方式中的各负载140，包括包含传感器的电路，该电路例如经由绝缘片材104具备的过孔，与碳布线102连接。过孔是用于将碳布线102与绝缘片材104的外部的导体电连接的构成的一例，该导体例如是负荷140具有的电源端子或者信号端子。针对该负载140的详细，后边举例说明。

电线500，与多个片材状系统100分别具备的碳布线102连接。

本实施方式中的电线500包括，用于向在洞道内工作时使用的照明灯600供电的电源线。各个片材状系统100具备的碳布线102中的电源线，与电线500包括的该电源线连接。从而经由作为电源线的碳布线102，供电到各个片材状系统100具备的负载140。

此外，本实施方式中的电线500还包括通信线，用来与在洞道内的工作人员联络。各个片材状系统100具备的碳布线102中的信号线，与电线500包括的该通信线连接。从而各个片材状系统100具备的负载140的传感器输出的信号，经由作为信号线的碳布线102而被输出，通过电线500包括的通信线而被输送。这个信号例如发送到包括电子计算机的该洞道的集中管理系统，该电子计算机将这个信号作为掌握洞道的状态的蓄积、分析、或者监测等的对象数据来处理。图3是示出本实施方式的构造物运用支援系统10中的、以上说明的连接形式的例子的模式图。

如图3所示各片材状系统100具有与电线500连接的多个碳布线102。

通过电线500提供的电力，经由作为电源线的碳布线102发送到各个负载140。

此外，作为信号线的碳布线102，可以说是在各片材状系统100中的负荷140共用的总线，各负载140是与该总线连接的节点。从各个负载140的传感器输出的信号，经由碳布线102输出到电线500并被传输。通过电线500传输的信号，例如经由因特网、局域网、或者专用线等通信网，发送到该洞道的集中管理系统具备的服务器800或者监测用终端装置700。而且该信号示出的数据蓄积在服务器800，或者显示在监测用终端装置700的显示器上。

另外，如上述例子，在设置构造物运用支援系统10的构造物中，以往已经具备用于对照明灯等提供电力的电源线或者联络用的通信线的情况下，可以分别作为电线500包括的电源线或者通信线来使用。从而能够控制导入构造物运用支援系统10的成本。

如所述的构成，构造物运用支援系统10具备在构造物表面设置的多个传感器，通过各个传感器，集中表示构造物的状态的信息。并且利用这些传感器在同一时刻计测的数据，能够掌握在构造物的多点上获得的空间上的状态，这是由以往的敲音检查不能检查到的。

接着说明分别包括这些传感器的负载140的构成和动作、以及将多个负载140与电线500长期连接的布线片材120的构成。

[1-2.负载的构成以及动作]

图4是示出负载140的功能构成例子的方框图。

负载140具备电源部141、通信部143、控制部144、信号处理部145、以及传感器146。

电源部141是电源电路，通过从作为供电线的碳布线102提供的输入电力，生成用于负载140的各构成要素进行动作的电力。此外，本实施方式中的电源部141具备蓄电元件142，用于蓄积提供给这些构成要素的电力。蓄电元件142可以利用电容器或者蓄电池来实现。另外，蓄电元件142优选的是耐久性高的元件。作为蓄电元件142的例子，可以举出高耐久性的陶瓷电容器、以及碳纳米管电容器。

本实施方式中的传感器146，只要是能够测量用于掌握混凝土等建材的变质或变形等各种变化的物理量，就没有其他限定，由该混凝土构成构造物。例如为了诊断洞道的壁中的钢筋腐蚀，可以是测量墙面存在的铁离子的量的传感器，也可以是用于调查有无墙面的变形及其程度而测量位移的传感器。另外可以将用于测量温度、湿度、振动、电流、磁气、电磁波、电阻、特定的物质等的各种传感器单独或者组合使用。

传感器146测量的物理量，可以由信号处理部145按照需要进行处理，作为信号，从通信部143经由作为信号线的碳布线102输出到电线500。

信号处理部145，例如包括用于消除噪声的滤波电路、用于信号放大的放大电路、以及将模拟信号转换为数字信号的A/D(Analog－to－Digital)转换电路。

通信部143是通信模块，包括将通过信号处理部145的处理而获得的数字信号，输出到信号线的输出端。

另外，本实施方式中的传感器146进行的计测，按照该计测对象以及计测结果的使用目的，可以不需要一直执行，例如可以在一天的规定的时刻等，按照规定的间隔间歇性的执行计测。例如，构造物的各部分的位移以及壁中的钢筋的腐蚀，通常不是在一天内急剧地变化。而且，通过每天进行计测，根据蓄积每天计测结果的数据，能够了解变化的倾向。换言之，传感器146的计测动作可以是一天一次～几次，几秒～几分钟左右的非常短的时间。

而且，如果是这样的间歇性的计测，例如各个负载140的动作所需的电力，可以在执行计测的间隔期间，在所述蓄电元件142蓄电，例如以小的电流来常时供电。

在这样的构成的情况下，蓄电能够通过提供小的电流，花长时间进行，所以碳布线102的电阻值可以比较高。因此，能够使用比较廉价的碳布线102，能够控制导入构造物运用支援系统10的成本。此外，因为使用较小的电流，所以与电流的大小的平方成比例的电力的电阻损失变小，比起利用大的电流短时间蓄电，作为构造物运用支援系统10的能源效率更好。

控制部144，例如利用CPU(Central Processing Unit：中央处理器)来实现，对通信部143、信号处理部145、以及传感器146的动作进行控制。该CPU具备定时器，例如所述计测等间歇性的动作，按照由该定时器计时的时间来执行。另外该CPU也优选为低功耗。

另外，可以将通信部143、控制部144、和信号处理部145归纳为1个单片微机来实现。

此外，在负载140中为了提高电路的耐久性，除了为了测知构造物而需要露出的传感器的一部分之外，其他部分可以用玻璃环氧等密封。

这样，负载140按照传感器146的计测对象以及计测结果的使用目的，从蓄电元件142接受供电，间歇地执行除了电源部141以外的电路的动作(在控制部144的控制下的通信部143、信号处理部145、以及传感器146的各个动作)。从而能够更廉价地实现发挥传感器的计测等所需功能的片材状系统100，能够进一步控制构造物运用支援系统10的导入成本以及运行成本。

[1-3.布线片材的构成]

图5是模式性示出布线片材120的构成例的部分截面图。更具体而言，示出了布线片材120上安装了1个负载140的位置的构成。在布线片材120，有多个这样的构成。

图5所示，在布线片材120中，多个丝带状的碳布线102包括在绝缘片材104的内部。从而，各个碳布线102难以受到外部冲击的影响。此外，该绝缘片材104如上述一样，将聚氯乙烯树脂作为主要材料的情况下，各个碳布线102还难以受到水分、酸、碱、电等的影响。

此外，这些碳布线102以相互不接触的方式固定在布线片材120内，各碳布线102作为供电线、信号线、以及地线稳定地发挥功能。另外，这里示出的例子中的布线片材120，包括一个作为地线的碳布线102，但是可以包括多个，即作为信号地线的地线的碳布线102和作为帧地线的地线的碳布线102。

图5示出的构成例子中，绝缘片材104具备从表面到达各碳布线102的多个过孔103。此外，在这个例子中，与碳布线102相同，各个过孔103以石墨烯、石墨、以及单壁或者多壁的碳纳米管等作为材料，在绝缘片材104的表面与金属端子105耦合。负载140在绝缘片材104的表面与该金属端子105连接，经由过孔103与各碳布线102电连接。

这样的布线片材120，例如能够用以下的方法来制造。

首先，将石墨等碳材料与高分子体材料的粘合剂混合的溶液，如同利用打印机的墨水涂布规定的面的方式吐出，从而形成所希望的厚度的片材状。包括该碳材料的片材固定后，切断为所希望的形状(例如丝带状)来获得多个碳布线102。

接着将这样获得的多个碳布线102以不重叠的方式排列的状态下，用聚氯乙烯树脂的片材相夹，进行层压加工，从而形成在内部包括碳布线102的绝缘片材104。

接着，在被形成的绝缘片材104上，其内部有碳布线102的位置上，开几个能够到达该碳布线102的孔。而且使用所述溶液塞住各个孔并且涂布各个孔的周围，从而形成过孔103。最后使位于塞住的孔的上方的碳材料与金属端子105耦合，获得图5示出的构成的布线片材120。

另外，所述制造方法是一例，布线片材120的制造方法可以与该方法一部分不同、或者完全不同。例如碳材料的片材，可以使用市场上出售的石墨等片材等。此外，取代使用片材状的碳材料，在绝缘片材104印刷碳布线102的图案，以该印刷面成为内侧的方式将绝缘片材104弯曲，或者与其他绝缘片材104重叠从而密封。此外，关于过孔103，可以在内包碳布线102之前，在绝缘片材104形成。在这个情况下，以沿着该过孔103的方式设置碳布线102。

[2.变形例]

以上说明了本发明的一个实施方式涉及的布线片材120、以及使用多个布线片材120来实现的构造物运用支援系统10，但是本发明不限定为所述实施方式。针对在所述实施方式中作为片材状系统100的一部分而使用的布线片材120、以及与电线500连接的构成构造物运用支援系统10的片材状系统100的个别使用例，说明所述实施方式的变形例。

[2-1.变形例1]

布线片材120的构成不限于图1～图3示出的构成，即由作为供电线、信号线、地线的3个碳布线102、和分别覆盖这些碳布线的细长形的绝缘片材104而成的构成。例如可以是如墙纸一样，在墙面的上下左右展开的形状。此外，在绝缘片材104内可以包括多条电源线以及信号线等各种碳布线102，只要相互为绝缘状态，各种碳布线102可以立体地交叉。

[2-2.变形例2]

以上说明的各碳布线102均是线形的一维形状的电路径，也可以是二维形状的电路径。图6A以及图6B分别是示出变形例2中的作为电源线的碳布线102的形状的一例的模式图。图6C是包括这样的碳布线102的布线片材120的模式性的部分截面图。另外，在图6A以及图6B中的实线以及虚线是用于区分除了一部分相互重叠，位于前后或者上下的2个碳布线102。

作为电源线的碳布线102，例如图6A示出可以呈栅格状。图6B中2个碳布线102，一方是供电线，另一方是地线。在布线片材120内，这些碳布线102，从一方的栅格的孔中看到另一方，并且如图6C示出是隔着绝缘片材104分开的位置关系。通过具有这样的位置关系，在粘贴在墙面时露出的布线片材120的面上，能够在广范围，访问双方的碳布线102。

负载140，例如图6C示出具备导体的针形的端子，在绝缘片材104的面的恰当的位置穿刺，与双方的碳布线102连接。此外，用于与各个碳布线102连接的针形的端子，如图6C所示以3个以上的端子彼此接近的方式来设置，经由碳布线102相互施加压力，能够获得与碳布线102的良好接触。

这样利用碳布线102的二维形状的电路径，比使用一个线形的碳布线102的一维形状的路径，电阻低。因此，作为电源线使用时，能够更高效地输送电力。此外，在内部包括这样的碳布线102，以二维扩展的布线片材120上，能够高自由度地选择取电的地方。这样的布线片材120的构成，例如能够适用于墙纸等。用这个墙纸覆盖居室等墙面，将碳布线102与电源连接时，能够在墙面的各个位置取电。此外，这样的墙纸不需要在墙壁多处穿孔的工程，就可以广范围地提供能够安装包括电路的负载的场所，能够在多处将多个物与网络连接，容易导入IoT技术。另外，这样的布线片材120的构成，可以是比墙纸规模小的面状展开来使用的片材，例如能够适用于铺在桌子上。

此外，在2个碳布线102中，如图6B示出将用于供电线的一方作为面状，从而能够获得电阻更低，负载的安装位置的自由度更高的布线片材120。

另外，以上在本变形例说明了将碳布线102只用于电源线的情况的例子。与安装在这样的布线片材120的负载140的通信，例如可以用无线来进行。此外，本变形例中的碳布线102，可以作为信号线来使用。信号线与电源线的并存有困难的情况下，可以是各负载140具备太阳电池等环境发电元件的构成。

[2-3.变形例3]

布线片材120不仅是实施方式示例的用于设置传感器等，还能够用于以供电或信号传输为目的等多种用途。

例如在住宅或大楼等建筑物、或地下街等设施等内，布线片材120可以如同墙纸一样贴在房间墙壁的一部分或者整体，从而设置供电或者信号传输的线。在这个情况下，例如作为电源线的碳布线102与商用电源连接，作为信号线的碳布线102与电话线路或者广播接收用天线连接。而且过孔103安装有连接端子，与从各碳布线102获得电力或者信号并利用的设备连接。这样设置了布线片材120的地方，取电或从通信线路或者广播电波接收用的天线取出信号的自由度高。换言之，电器设备的设置的自由度很高，此外抑制了延长用电缆等的必要性。

另外，这样使用布线片材120的情况下，作为具有柔性的电绝缘体的绝缘片材104的材料，例如可以采用聚氯乙烯树脂、聚烯烃等树脂类，布、纸、或玻璃纤维等。从而，可以响应设置位置的外形的要求。

[2-4.变形例4]

过孔103可以不预先设置在绝缘片材104，例如只在绝缘片材104需要取出电或信号的地方，每次开孔。例如用一端为针形的导电体，在绝缘片材104开孔，从碳布线102接受电力输入，或者与碳布线102进行信号收发的负载140即电器设备进行电连接。通过这样的过孔103，尤其针对挂在墙壁使用的电器设备，提高了设置自由度，以及提高了电源等布线的简略化的效果。或者可以仅设置多个到达碳布线102的孔，以能够装拆的方式设置塞住各个孔的栓。在这个情况下，在设置之后，可以将需要获取电和信号的地方的孔栓取下，使露出的碳布线102与电器设备连接。

通过这样的布线片材120，能够响应在各个设置位置的多种外形的要求，并且提供能够长期使用的供电或者信号传输用的布线。此外，提高设置电器设备的自由度、以及实现电器设备与电源等之间的布线的简略化。

此外，关于绝缘片材104中的碳布线102与外部的负载140的电连接，由于绝缘片材104的材料或者布线片材120的设置位置等，通过如同所述过孔103等硬质的部件，有时不能确实地连接。为了提高该连接的确实性，利用由各向异性导电橡胶形成的接点，来使绝缘片材104的外部的导体与碳布线电连接。图7是示出利用各向异性导电橡胶构成的接点，将绝缘片材104中的碳布线102与外部的导体电连接的布线片材120的构成例的模式性的部分截面图。另外，绝缘片材104，不需要在整个面都是这样的构成，可以仅在设置了负载140的位置是这样的构成。

在本变形例，绝缘片材104具备接点106，用于将碳布线102与外部的布线连接。接点106是板状或者筒状，一方的面(或者端面)露出在绝缘片材104的表面，另一方的面(或者端面)与碳布线102电连接。

接点106的材料，如上述一样是各向异性导电橡胶。各向异性导电橡胶在橡胶中以规定的密度，包含导体的插脚或者粒子，仅在向规定的方向受到压力时通电。在本变形例中的接点106，仅在受到绝缘片材104的厚度方向的压力时，才通电。另外，在图7的例子中，碳布线102与接点106之间，具有碳性过孔103。接点106与过孔103可以这样并用，也可以只使用一方。

绝缘片材104，进一步包括绝缘片材第1层104A与绝缘片材第2层104B。在图7的例子中，绝缘片材第1层104A的厚度，与碳布线102和碳过孔相加的厚度大致相等。但是，绝缘片材第1层104A可以更厚，以覆盖碳布线102的图7中的下侧的面。

另一方面，在绝缘片材第1层104A重叠的绝缘片材第2层104B，优选的是比接点106稍微薄。这样使接点106的一部分从绝缘片材第2层104B突出，从而能够容易在接点106施加为了通电而需要的朝向绝缘片材104的厚度方向的压力。

绝缘片材第1层104A以及绝缘片材第2层104B，例如均由绝缘体即有机高分子体的材料构成。但是，绝缘片材第2层104B，比起绝缘片材第1层104A是稍微硬质的材料。这是为了接受压力的接点106，不容易偏离地进行支承。

例如设想这样的负载140，在底面具备端子，具备用于在墙面上螺钉固定的孔。在墙面粘贴的布线片材120上具有上述的构成的部分，在这个端子与接点106接触的状态下，以负载140隔着布线片材120压在墙面上的方式用螺钉固定。从而，向接点106施加压力从而通电，这个负载140的端子与布线片材120中的碳布线102，经由接点106电连接。

接点106，由于各向异性导电橡胶的弹性，容易与这个端子以更宽的面积接触，能够更确实地将端子与布线片材120电连接。进而，通过使用各向异性导电橡胶制作的接点106，能够获得这样的效果，在没有连接负载的时候，与用绝缘片材覆盖的地方相同，能够使内部的碳布线102与外部绝缘。

另外，在图7的例子中，使用与所述不同的构成，通过绝缘片材104的外部的导体，施加与接点106通电的压力，从而使这个导体与绝缘片材104中的碳布线102电连接。

图7表示的绝缘片材104还具备布线基板104C和支承部件104D，用于夹着绝缘片材第1层104A和绝缘片材第2层104B来构成层。布线基板104C以及支承部件104D，与绝缘片材第1层104A相比，是硬质的绝缘体。

布线基板104C具有贯通孔，从绝缘片材第2层104B突出的接点106的一部分，进一步贯通该贯通孔而露出。接点106的该露出的部分，与布线基板104C上的绝缘片材104的外部的布线160接触。另外，布线160实际上固定在布线基板104C从而成为一体，但是这里为了方便说明，设为位于绝缘片材104的外部。这样的布线160被设置为，例如吸收负荷140的多个端子的整体宽度与多个碳布线102的整体宽度的差异而进行连接。布线160，可以按照安装在布线片材120的负载140的端子的整体宽度，将布线基板104C整体进行更换。

支承部件104D，从绝缘片材104中的碳布线102看时，在布线基板104C的相反一侧，直接支承碳布线102或者隔着绝缘片材第1层104A来支承。

外部的导体，在这个例子一样安装布线160时，如图7所示，使用从布线基板104C贯通到支承部件104D的加压机构180，以朝向绝缘片材104的厚度方向的力量来紧固绝缘片材104。

从而，从布线160施加使接点106通电的压力，布线160与绝缘片材104中的碳布线102，经由接点106来电连接。图7示出的加压机构180是螺栓以及螺母，加压机构180只要是能够以向厚度方向的力量紧固绝缘片材104的部件就可以，例如可以用金属环、扣钉、铆钉、订书机等来代替。

通过这样的构成，也能够获得上述的本变形例的效果。

[2-5.变形例5]

实施方式以及其变形例的一部分的布线片材120，具备分别为供电线、信号线、地线的多个碳布线102，而根据布线片材120的使用环境和用途，可以不具备这些碳布线102中的一部分。即布线片材120可以不具备供电线，在该设置位置只提供信号线也可以。此外，相反布线片材120不具备信号线，在该设置位置只提供供电线也可以。

另外，一个布线片材120具备的碳布线102的用途以及各个用途的碳布线102的数量，不限定于以上实施方式以及其各个变形例。例如1个布线片材120可以具备多个信号线，各个信号线的用途，可以分为传输时钟信号的信号线和传输数据信号的信号线。时钟信号，例如由后述的网关或者母机发送。

此外，上述说明中所述碳布线102均与电线500连接，然而片材状系统100还可以具备作为开尔文接地来使用的碳布线102，用于不实际流动电流，就可以获取接地电位。在本说明书等，将该开尔文接地线称为第二地线，从而区别于电流流动的所述第一地线。

例如，用负载140具备的传感器146来计测片材状系统100的设置位置即构造物的表面电势时，从第一地线获取接地电位，此时碳布线102比起铜制等的通常的导电线，受到因大的电阻而引起的电压降的影响，从而不能获得正确的表面电势，这成为问题。

这个问题可以利用如下构成来解决，在负载140，将开尔文接地获取的接地电位，作为利用传感器146测量的参考电位来使用。图8是示出具备这样的构成的片材状系统100的第二地线的连接例子的方框图。

在图8示出的例子中，片材状系统100具备5个碳布线102。这些碳布线102中的一个线是第二地线。第二地线不与用于供电的电线500连接，与电源完全不连接的接地线550连接，经由接地线550接地。例如接地线550，可以与在设置了片材状系统100的构造物的墙壁材中包含的钢筋的各处连接。另一方面，第二地线与传感器146连接。从而在负载140，获取传感器146感知的电位与第二地线的电位之间的差分，作为计测对象物的表面电势来计测。

[2-6.变形例6]

在所述实施方式中的片材状系统100的负载140包括传感器，但是按照片材状系统100的用途，可以除了传感器还包括其他电负载，或者代替传感器包括其他电负载。

例如，负荷140可以包括发光二极管等光源，按照传感器的检测结果，或者为了获得传感器的检测所需的光，而进行点灯。或者，具备包括光源的负载140的片材状系统100，作为照明器具来使用。另外，负载140包括的部件只要是用电力来动作就可以，不做限定，可以是电动机或者执行机构等驱动装置、蜂鸣器等的发声装置、发热装置等。

而且，包括这样的片材状系统100的构造物运用支援系统10，除了构造物的保修以外，还用作构造物的照明或者装饰的系统。也可以进行其他构造物的各种运用的支援，例如在构造物中构筑规定的目的的环境，例如构筑实验、植物的栽培、或者动物的饲养等的环境的系统来使用。在这个情况下，构造物运用支援系统10能够控制导入或者维持的成本，此外以高可靠性与高耐久性，作为实现构造物的规定目的的设施，提高运行率。

另外，负载140的电路的动作所需的电力，能够从碳布线102随时供给的情况下，在实施方式以及其各变形例中，负载140可以不包括蓄电元件142。

[2-7.变形例7]

在实施方式，作为片材状系统100的布线片材120的大小的一例，举出在长边方向大约是10m。此外，作为碳布线102的电阻的一例，举出电阻值在每1cm的长度中为1Ω左右。

将这样的规模的片材状系统100，用图2示出的形态来运用的情况下，从片材状系统100与电线500的连接部分到碳布线102的端部为止是大约5m，这之间的电阻成为500Ω。在这里，例如设负荷140的峰值电流为20mA时，在该连接部分与碳布线102的端部之间，产生10V的电压降。这样，因为受到作为供电线的碳布线102的电阻大而产生的电压降的影响，一部分的负载140，尤其是碳布线102的端部附近的负载，产生在间歇地动作的期间，充电达不到所需量的问题。

为了解决这样的问题，片材状系统100可以构成为如下，在共用供电线的近邻的负载140之间，相互能够换流电力。图9是示出这样的片材状系统100具备的负载的功能性构成的方框图。下面以与图4表示的实施方式的功能框图的差异为中心进行说明。

本变形例中的负载140，电源部141的构成与实施方式不同。本变形例中的负载140，在电源部141，具备第一电源电路147和第二电源电路148的两个功能不同的电源电路。

第一电源电路147，是用于从碳布线102获得电的电源电路。第一电源电路147，包括DC-DC转换器、充电控制电路、电流控制器、以及开关。

DC-DC转换器，调整负载140的内外的电压差。充电控制电路，控制对蓄电元件142的充电，防止过度充电。电流控制器以及开关进行如下控制，将来自碳布线102的电流，流到蓄电元件142或者流到传感器等的负载电路、以及将来自蓄电元件142的电流流到负载电路。

第二电源电路148是向碳布线102返还电的电源电路。第二电源电路包括DC-DC转换器、放电控制电路、电压监测电路、电流控制器、以及开关。

DC-DC转换器，调整负载140内外的电压差。放电控制电路，控制蓄电元件142的放电，防止过度放电。电压监测电路，监测碳布线102的电压。电流控制器以及开关，针对是否将来自蓄电元件142的电流流到碳布线102，根据是否满足规定的条件来进行控制。

例如从所述电线500的连接部分到碳布线102的端部为止，大约5m的片材状系统100中，设想每隔1m设置共用供电线的负载140的情况。在这个情况下，从某个负载140，10mA的电流换流到隔开1m的旁边的负载140，则电压降会控制到10mA×100Ω＝1V。接受了电流的换流的负载140，能够进行传感器的动作或者蓄电元件142的充电。

从而，能够提高片材状系统100整体的动作的稳定性。此外，在具备全长更长且电阻高的碳布线102的片材状系统100、或者使用具有相同规模但更廉价且电阻高的碳布线102的片材状系统100中，消除了对各个负载140的供电问题，能够实用性地运用。

[2-8.变形例8]

在变形例7中列出了有关使用电阻高的碳布线102，而导致的电压降的问题，并且说明了解决该问题的构成。本变形例也是为了解决可能发生的电压降的问题。

在变形例7中作为例子设想的片材状系统100，再次作为例子来说明。该片材状系统100，如图2示出包括10个负载140。在全部负载140，同时以1mA的电流充电时，产生10个×1mA×500Ω＝5V的电压降。通过该电压降，与变形例7相同地产生充电不足或者不能充电的问题。

为了解决这样的问题，片材状系统100可以构成为能够限制同时执行充电等功耗的负载140的数量。图10A是用于说明这样的片材状系统100的构成的模式图。图10B是示出这样的片材状系统100具备的网关650的功能构成例的方框图。

本变形例涉及的片材状系统100，具备网关650。

在网关650中，流动着来自片材状系统100的外部的电源的电流的电线500与作为供电线的碳布线102电连接。此外，网关650，如图10B所示具备控制部651。控制部651例如利用具备CPU、存储器、定时器、以及输入输出部的微控制器来实现，经由输入输出部，与作为信号线的碳布线102连接。

通过该构成，网关650向各个负载140，发送有关电力的供应的指示。更具体而言，向片材状系统100的负载140的各自，指示是否经由供电线接受来自外部的电源的供电。接受指示的各个负载140，按照该指示，开始或者停止接受供电。

网关650，对1个片材状系统100具备的负载140，例如可以每经过一定时间时，交替地接受供电。或者考虑在变形例7的说明中叙述的电压降，可以设为越接近碳布线102的末端的负载140，越长时间地接受供电。此外，网关650，也可以从各负载140接受蓄电元件142的充电状态的通知，使剩余电量少的负载140优先接受供电。

这样的指示，以同时接受供电的负载140的数量被限制的方式输出。例如，网关650限制接受供电的负载140的数量，使得电压降从电源电压的降下量控制在规定的范围内，从而电压降对各负载140的充电的影响不是很大。从而，在片材状系统100的各负载140正常执行充电、或者能够正常动作。此外，在片材状系统100的整体提高动作的稳定性。

另外，网关650与各负载140的通信，不限定为经由信号线的有线通信，可以是无线通信。

[2-9.变形例9]

以上的说明中，没有提到各个片材状系统100包括的多个负载140之间有无差异，功能可以不是全部同等。例如可以是多个负载140中的一个负载作为母机来发挥作用，收集作为子机的剩余的负载140的检测结果，向电线500输出。

[2-10.变形例10]

在实施方式，在片材状系统100中的布线片材120之间的间隔的一例，举出大约10m。但是，根据片材状系统100的使用场所或者使用目的，布线片材120之间的间隔可以更短。

然而，在作为信号线来使用的碳布线102成为细长形时，就会因为传输的信号的影响，起到天线的作用，容易发出电波。而且，这个电波对附近的其他片材状系统100具备的信号线成为电波干扰，电波干扰是指产生噪声、或者引起电子仪器的误动作等。尤其是，方波等中包括的、比信号的重复速度快的谐波分量，容易产生这样的问题。

为了解决这个问题，布线片材120具备包括供电线、信号线、以及第一地线的3个以上的碳布线102的情况下，在绝缘片材104，供电线、信号线、和第一地线平行地延伸，这个信号线可以设置在供电线与第一地线之间的位置上。

从而，通过信号线与供电线之间、以及信号线与第一地线之间的电容耦合，抑制信号线内的信号包括的、成为电波干扰的原因的谐波分量。

图11是用于说明这样的碳布线102的设置例子的模式图。在这个例子中，布线片材120具备4个碳布线102，其中1个是供电线，1个是地线、剩下2个分别是传输数据信号和时钟信号的信号线。作为信号线的2个碳布线102，在布线片材120平行地延伸，被夹在其他2个碳布线102之间。在图11内的其他布线片材120也是共同的构成，抑制附近的片材状系统100之间相互发生电波干扰。

另外，布线片材120具备的碳布线102均没有作为供电线来使用，或者不能平行地设置碳布线102的情况下，也可以通过使驱动波形缓和的方法等，抑制谐波分量。

[2-11.变形例11]

所述示例中的使用环境是洞道，由于存在大量通着电的电缆等，所以存在大量噪声。表示在这样的环境下设置的片材状系统100或者构造物运用支援系统10中包括的传感器146的检测结果的信号，优选的是通过作为信号线的碳布线102，用有线来传输。

但是被用在噪声少的环境，并且与通信对方的距离为几m左右的有限距离的环境的情况下，可以是通信部143具备无线通信的功能，用无线来传输。在这个情况下，蓄电元件142是负载140的电路的动作的电源时，通信部143优选的是，Bluetooth(注册商标)LowEnergy等用更小的功耗来实现进行通信的通信模块。此外，例如在各片材状系统100可以由2-9记载的母机即负载140，通过无线通信接收子机即剩余的负载140的检测结果，将收集的结果输出到电线500，发送到远方的集中管理系统。

此外，在所述实施方式的说明中，只说明了各个负载140发送信号的情况，但是各个负载140也可以接收信号。例如从洞道的集中管理系统等，经由电线500以及作为信号线的碳布线102，接收用于动作试验或者临时动作等的信号。此外，例如可以与在洞道内的工作人员所持有的信息终端装置，通过无线进行双向通信，将按照工作人员的操作的计测的执行和其结果进行发送。

[2-12.其他变形例]

在上述的2-1～2-11举出了实施方式的主要变形例，但是也可以举出其他所述具体例子中没有例示的各种变形。

例如，在上述的片材状系统100均具备多个负载，但是片材状系统100具备的负载的数量可以是1个。

此外，绝缘片材104的材料，可以使用典型的绝缘体即天然树脂橡胶。

此外，过孔103的材料不限定为石墨等碳材料，只要是在设置场所的环境下能够长期承受的导电体就可以。

此外，构造物运用支援系统10的设置场所即构造物，可以是所述洞道、住房、大楼、商务设施等建筑物，而且还可以将电线杆、铁塔、水库、桥梁、道路、堤坝、防护壁垒、船舶为例子。此外，设置了片材状系统100的构造物的材料不限定为混凝土，还可以举出砂浆、金属、玻璃、树脂、瓦片、砖为例子。或者可以在工地和挖掘调查等施工现场，设置在土和岩石的表面。

此外，根据设置了构造物运用支援系统10的地方的环境，可以用环境发电来向负载140提供电力。如果是能够稳定地接受光的地方，在各负载140或者构造物运用支援系统10内，附加太阳电池等环境发电元件，用作辅助电源。如果是能够稳定地接受风的地方，则可以附加风力发电机，如果是振动多的地方，可以附加压电元件。

上述实施方式以及其变形例是以说明本发明的技术内容为目的进行了例示，本申请涉及的发明的技术范围不限定为这些所述的内容。本申请涉及的发明的技术范围，不仅包括说明书、附图和权利要求，还包括与这些均等的范围内本领域技术人员所想到的变更、调换、附加、省略等。

[3.效果]

布线片材120具备的碳布线102，具有该主要材料的碳具有的极为难以腐蚀的性质，所以耐环境性高。从而碳布线102，比起以往用作布线材料来使用的金属类，能够作为更长期并可靠的布线来使用。与在金属类中经常用作布线材料的铜比较时，首先能够稳定地供给，所以导入时的成本，从长期看来是有利的。此外，因为轻量、能够承受重复弯曲、便于加工的性能、以及能够大面积展开的便于生产的性能，所以能够容易适用于复杂的表面形状的构造物或者大规模的构造物。

此外，用聚氯乙烯树脂等耐环境性高的材料的绝缘片材104覆盖碳布线102时，使用方便，并且具有高耐久性，能够作长期使用的布线。

这样具有高的耐环境性的布线片材120，例如具备包括传感器的电路的多个负载140与碳布线102连接并安装，从而用于片材状的检测系统(片材状系统100的例子)。这样的片材状系统100，即使安装在以往的金属布线容易劣化的环境下的构造物的表面，也能长期利用。

此外，如果是大规模的构造物，可以将片材状系统100与在该构造物上设置的电源线以及通信线等连接，并设置多个。从而能够实现这样的构造物运用支援系统10，在以往的检查员的检查中不可能实现的、能够在多点大致同时地计测物理量的检查。

另外，根据计测的对象和目的，不需要常常使传感器动作来收集数据，例如在每天规定的时刻进行短时间计测等，用间歇地计测而获得的数据，来发现异常。在这样的情况下，例如使用电阻率高，但更廉价的碳布线102向负载140供电，在负载140中，可以在电容等蓄电元件中蓄电。而且可以利用来自该蓄电元件的电力，仅在规定的时刻，使包括传感器的电路动作，从而执行从计测到计测结果的发送。

该计测结果的数据，例如集中在构造物的集中管理系统，作为监测和分析对象来利用。利用该数据，例如将构造物整体的状态能够在空间上进行掌握、或者将构造物整体的状态的变化按照时间序列进行掌握。

此外，如果以往没有在整体上同时收集数据的构造物，通过使用该数据，能够用不同于以往的方法来掌握这个构造物的状态，或者有利于早期发现异常。

此外，在不要求高耐环境性的地方使用布线片材120时，可以使用聚氯乙烯以外的树脂和布和纸等、以具有电绝缘性和柔性的材料作为主要材料的绝缘片材104，从而能够用作例如呈现被要求的外形、并且取出电和信号的位置的自由度高的墙纸。

进而作为本发明的效果，可以期待节省资源以及节省能源作出贡献。

首先如上所述，碳布线102以碳为主要材料，比以往用作布线的铜等金属，能够丰富且稳定地供给资源。此外，通过使用碳布线102，从而能够超过以往电子学领域常说的产品寿命10年，实现长期的耐久性。从而，抑制了修复和交换的频度，对节省资源以及节省能源作出贡献。

此外，作为碳布线102的制作方法，采用上述的印刷方法的情况下，在加工和制造所产生的热比较小的部分，也能对节省能源作出贡献。

而且，通过使用包括布线片材120的构造物运用支援系统10，根据以往不可能获得的数据，能够实现在空间上掌握构造物的异常诊断，能够延长构造物的使用寿命。从而，构造物建设的频度下降，相应地也会减少该建设伴随的建材、建设设备、以及物流等的消耗能源以及产生的CO₂。此外，也能减少利用人手的检查工作时需要的物流和照明等的能源。

尤其在洞道等大规模且复杂的构造物中，建设、检查、全面修复等消耗的资源以及能源是很庞大的。在这样的构造物也适用本发明涉及的构造物运用支援系统10，从而带来的节省资源以及节省能源的效果是很大的。

工业实用性

本发明能够用于布线片材，并且能够用于在该布线片材组合了多个负载的片材状系统，并且能够用于包括多个该片材状系统的构造物运用支援系统。

符号说明

10 构造物运用支援系统

100 片材状系统

102 碳布线

103 过孔

104 绝缘片材

104A 绝缘片材第1层

104B 绝缘片材第2层

104C 布线基板

104D 支承部件

105 金属端子

106 接点

120 布线片材

140 负载

141 电源部

142 蓄电元件

143 通信部

144 控制部

145 信号处理部

146 传感器

147 第一电源电路

148 第二电源电路

160 布线

180 加压机构

500 电线

550 接地线

600 照明灯

651 控制部

700 监测用终端装置

800 服务器

Claims (15)

1.一种布线片材，具备：

一个以上的碳布线，分别为信号线或者供电线，该碳布线是以碳为主要材料的导体，具有柔性；以及

绝缘片材，覆盖所述一个以上的碳布线的大致整体，将电绝缘体作为主要材料，具有柔性。

2.如权利要求1所述的布线片材，

所述一个以上的碳布线，以石墨烯、石墨、或者碳纳米管作为主要碳材料，

所述绝缘片材，以树脂、布、或者纸作为主要材料。

3.如权利要求2所述的布线片材，

所述绝缘片材，以聚氯乙烯树脂作为主要材料。

4.如权利要求1至3的任一项所述的布线片材，

所述一个以上的碳布线包括电阻值在每1cm的长度中为0.01Ω以上且1Ω以下的碳布线。

5.如权利要求1至4的任一项所述的布线片材，

所述一个以上的碳布线包括所述供电线，

所述供电线呈栅格状。

6.如权利要求1至5的任一项所述的布线片材，

所述绝缘片材具备过孔，该过孔用于将所述绝缘片材的外部的导体与所述碳布线电连接。

7.如权利要求1至6的任一项所述的布线片材，

所述绝缘片材具备接点，该接点由各向异性导电橡胶形成，能够向所述绝缘片材的厚度方向导电，用于将所述绝缘片材的外部的导体与所述碳布线电连接。

8.如权利要求1至7的任一项所述的布线片材，

所述一个以上的碳布线为三个以上，

所述三个以上的碳布线中包括所述供电线、所述信号线、以及第一地线。

9.如权利要求8所述的布线片材，

在所述绝缘片材，所述供电线、所述信号线、以及所述第一地线平行地延伸，所述信号线位于所述供电线与所述第一地线之间。

10.一种片材状系统，具备：

权利要求1至9的任一项所述的布线片材；以及

多个负载，在所述绝缘片材的外部，与所述一个以上的碳布线电连接，

所述一个以上的碳布线包括所述供电线，

所述多个负载的每一个包括：

蓄电元件，接受来自所述供电线的供电，并蓄电；以及

电路，接受来自所述蓄电元件的供电，间歇地动作。

11.如权利要求10所述的片材状系统，

所述一个以上的碳布线包括所述信号线，

所述电路包括传感器，经由所述信号线，输出由所述传感器测量的物理量。

12.如权利要求11所述的片材状系统，

所述一个以上的碳布线是两个以上，

所述两个以上的碳布线中包括第二地线，该第二地线用于获取接地电位，而不实际流动电流。

13.如权利要求10至12的任一项所述的片材状系统，

所述一个以上的碳布线包括所述供电线，

所述多个负载分别具备电路，该电路用于将蓄积在所述蓄电元件的电力返还给所述供电线。

14.如权利要求10至13的任一项所述的片材状系统，

所述一个以上的碳布线包括所述供电线，

所述片材状系统具备网关，所述网关使电线与所述供电线电连接，所述电线中流动着来自所述片材状系统的外部的电源的电，

所述网关，

针对所述多个负载的每一个，指示是否接受来自所述电源并经由所述供电线的供电。

15.一种构造物运用支援系统，具备：

铺设在构造物的表面的多个片材状系统，所述片材状系统是权利要求10至14的任一项所述的片材状系统；以及

电线，与所述多个片材状系统分别具备的所述一个以上的碳布线连接。