| 【発明の名称】 |
植物育成装置と植物生育方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】松浦 雅明
【氏名】藤崎 稔
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| 【要約】 |
【課題】低温環境において種子を速やかに発芽させて、これを効果的に生育させる。植物に理想的な状態で光を照射できるようにコントロールして、低温環境において植物を効果的に生育する。
【解決手段】植物育成装置は、複数の発光ダイオード１を電気的に連結して通電し、植物の上に光を照射する。植物育成装置は、発光ダイオード１の光照射側と対向する方向において、発光ダイオード１と接近する位置に保温層３を設けている。植物育成方法は、栽培土２０の上面に複数の発光ダイオード１を配置して、この発光ダイオード１で栽培土２０に光を照射し、さらに、発光ダイオード１の光照射側と対向する方向を保温層３で保温し、また保温層３を発光ダイオード１に接近する位置に配置して保温層３で発光ダイオード１を保温し、保温状態の発光ダイオード１で栽培土２０に光を照射し、さらに保温状態にある発光ダイオード１が栽培土２０を加温して植物を生育させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオード(1)を電気的に連結して通電し、植物の上に光を照射する植物育成装置であって、
発光ダイオード(1)の光照射側と対向する方向において発光ダイオード(1)と接近する位置に保温層(3)を設けたことを特徴とする植物育成装置。
【請求項２】
発光ダイオード(1)を、植物を植え付けしている栽培土(20)の上面から２０ｃｍ以下に配置してなる請求項１に記載される植物育成装置。
【請求項３】
一対のリード(2)を突出させている複数の発光ダイオード(1)と、複数の発光ダイオード(1)のリード(2)を電気接続する状態で連結する保温プレート(4)とを備え、保温プレート(4)に連結された複数の発光ダイオード(1)に通電して植物に光を照射する植物育成装置であって、
保温プレート(4)が、発光ダイオード(1)のリード(2)を挿通して保持できる第１の弾性保温層(10A)と第２の弾性保温層(10B)を、発光ダイオード(1)のリード(2)を挿通できる絶縁層(11)で絶縁して積層された構造で、
第１の弾性保温層(10A)と第２の弾性保温層(10B)は、ここに挿通される発光ダイオード(1)のリード(2)に通電する導電性を有し、
保温プレート(4)が植物をカバーする状態で配置されて、下面に発光ダイオード(1)を挿通して連結しており、
保温プレート(4)の下面に連結される発光ダイオード(1)は、一方のリード(2)を、第１の弾性保温層(10A)と絶縁層(11)を絶縁状態で貫通して、第２の弾性保温層(10B)に挿通されて電気接続され、他方のリード(2)を第１の弾性保温層(10A)に挿通して電気接続されて、第１の弾性保温層(10A)と第２の弾性保温層(10B)とを介して通電される発光ダイオード(1)が発光して、植物に光を照射するようにしてなる請求項１に記載される植物育成装置。
【請求項４】
一対のリード(2)を突出させている複数の発光ダイオード(1)と、複数の発光ダイオード(1)のリード(2)を電気接続する状態で連結する保温プレート(4)とを備え、保温プレート(4)に連結された複数の発光ダイオード(1)に通電して植物に光を照射する植物育成装置であって、
保温プレート(4)は、複数列の弾性保温層(10)が絶縁層(11)を介して並べたもので、この弾性保温層(10)は、挿通される発光ダイオード(1)のリード(2)に電気接続される導電性を有し、
保温プレート(4)が植物をカバーする状態で配置されて、この下面に発光ダイオード(1)を挿通して連結しており、
保温プレート(4)の下面に連結される発光ダイオード(1)は、一対のリード(2)を異なる列の弾性保温層(10)に挿通して電気接続し、弾性保温層(10)を介して通電される発光ダイオード(1)が発光して、植物に光を照射するようにしてなる請求項１に記載される植物育成装置。
【請求項５】
弾性保温層(10)が、合成樹脂発泡体、不織布、ゴム状弾性体のいずれか又はこれ等の積層体である請求項３又は４に記載される植物育成装置。
【請求項６】
発光ダイオード(1)が複数の青色発光ダイオードである請求項１ないし４のいずれかに記載される植物育成装置。
【請求項７】
発光ダイオード(1)が複数の青色発光ダイオードと複数の赤色発光ダイオードである請求項１ないし４のいずれかに記載される植物育成装置。
【請求項８】
保温プレート(4)の下面に固定ピン(5)を突出させている請求項３又は４に記載される植物育成装置。
【請求項９】
保温プレート(4)の上方に折り畳みカバー(6)を設けている請求項３又は４に記載される植物育成装置。
【請求項１０】
弾性保温層(10)にリード線を介して二次電池を接続している請求項３又は４に記載される植物育成装置。
【請求項１１】
二次電池を太陽電池に接続している請求項１０に記載される植物育成装置。
【請求項１２】
栽培土(20)に光を照射して植物を生育させる方法であって、植物を植え付けしている栽培土(20)の上面から２０ｃｍ以下に複数の発光ダイオード(1)を配置して、この発光ダイオード(1)でもって栽培土(20)に光を照射し、さらに、発光ダイオード(1)の光照射側と対向する方向を保温層(3)で保温して発光ダイオード(1)で栽培土(20)に向けて光を照射し、また保温層(3)を発光ダイオード(1)に接近する位置に配置して保温層(3)で発光ダイオード(1)を保温し、保温状態の発光ダイオード(1)で栽培土(20)に光と熱線を照射して植物を生育させる植物育成方法。
【請求項１３】
栽培土(20)に芝の種を蒔いて発芽させる請求項１２に記載される植物育成方法。
【請求項１４】
栽培土(20)に光を照射して植物を生育させる方法であって、栽培土(20)を植物育成装置でカバーし、この植物育成装置で栽培土(20)に向かって光を照射して植物を生育させる方法であって、
栽培土(20)に光を照射する植物育成装置として、一対のリード(2)を突出させている複数の発光ダイオード(1)と、複数の発光ダイオード(1)のリード(2)を電気接続する状態で連結する保温プレート(4)とを備えると共に、保温プレート(4)に連結された複数の発光ダイオード(1)に通電して植物に光を照射する植物育成装置であって、
保温プレート(4)が、発光ダイオード(1)のリード(2)を挿通して保持できる第１の弾性保温層(10A)と第２の弾性保温層(10B)を、発光ダイオード(1)のリード(2)を挿通できる絶縁層１１(18)で絶縁して積層された構造で、
第１の弾性保温層(10A)と第２の弾性保温層(10B)は、ここに挿通される発光ダイオード(1)のリード(2)に通電する導電性を有し、
保温プレート(4)が植物をカバーする状態で配置されて、下面に発光ダイオード(1)を挿通して連結しており、
保温プレート(4)の下面に連結される発光ダイオード(1)は、一方のリード(2)を、第１の弾性保温層(10A)と絶縁層(11)を絶縁状態で貫通して、第２の弾性保温層(10B)に挿通されて電気接続され、他方のリード(2)を第１の弾性保温層(10A)に挿通して電気接続されて、第１の弾性保温層(10A)と第２の弾性保温層(10B)とを介して通電される発光ダイオード(1)が発光して、植物に光を照射するようにしてなる植物育成装置を使用し、
さらに、植物育成装置の弾性保温層(10)に連結する発光ダイオード(1)の連結位置を調整して、栽培土(20)への光の照射状態をコントロールすると共に、弾性保温層(10)で発光ダイオード(1)を保温しながら植物を生育させる請求項１２に記載される植物育成方法。
【請求項１５】
栽培土(20)に光を照射して植物を生育させる方法であって、栽培土(20)を植物育成装置でカバーし、この植物育成装置で栽培土(20)に向かって光を照射して植物を生育させる方法であって、
栽培土(20)に光を照射する植物育成装置として、一対のリード(2)を突出させている複数の発光ダイオード(1)と、複数の発光ダイオード(1)のリード(2)を電気接続する状態で連結する保温プレート(4)とを備えると共に、保温プレート(4)に連結された複数の発光ダイオード(1)に通電して植物に光を照射する植物育成装置であって、
保温プレート(4)は、複数列の弾性保温層(10)を絶縁層(11)を介して同一平面において平行に並べたもので、この弾性保温層(10)は、挿通される発光ダイオード(1)のリード(2)に電気接続される導電性を有し、
保温プレート(4)が植物をカバーする状態で配置されて、この下面に発光ダイオード(1)を挿通して連結しており、
保温プレート(4)の下面に連結される発光ダイオード(1)は、一対のリード(2)を異なる列の弾性保温層(10)に挿通して電気接続し、弾性保温層(10)を介して通電される発光ダイオード(1)が発光して、植物に光を照射するようにしてなる植物育成装置を使用し、
さらに、植物育成装置の弾性保温層(10)に連結する発光ダイオード(1)の連結位置を調整して、栽培土(20)への光の照射状態をコントロールすると共に、弾性保温層(10)で発光ダイオード(1)を保温しながら植物を生育させる請求項１２に記載される植物育成方法。
【請求項１６】
栽培土(20)がグランドの土で、芝の種を蒔いたグランドの上を植物育成装置でカバーして芝を生育させる請求項１２、請求項１４及び請求項１５のいずれかに記載される植物育成方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、グランドやゴルフ場の芝の補修に最適な植物育成装置と、この植物育成装置を使用する植物生育方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物に発光ダイオードの光を照射して生育させる方法は開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この公報に記載される植物育成装置は、棚部に置いた植物に、白色ダイオードである光源を取付けた光源支持部を設けている。白色発光ダイオードは、植物の育成に必要な青色光成分と赤色光成分を含んでいることから、光量の少ない室内でも植物を育成したり、新鮮度を保持し、長期にわたり観賞する環境を作ることができる。
【特許文献１】特開２００２−２８１８３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この公報に記載される植物育成装置は、白色発光ダイオードの光を植物に照射する。この植物育成装置は、特定の植物に決められた状態で光を照射するのには適している。
【０００５】
ところで、グランドや苗床に種を蒔いて生育させる場合、あるいは苗床の種子を発芽させる場合、栽培土の温度が低いと生育できない。この場合、光を照射しながら栽培土を加温して、効果的に種子を発芽して生育できる。しかしながら、特許文献１に記載される装置では、温度を最適な環境にコントロールできず、低温な環境では効果的に生育できない。
【０００６】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の第１の重要な目的は、低温環境において種子を速やかに発芽できると共に、これを効果的に生育できる植物育成装置と植物育成方法とを提供することにある。
【０００７】
また、特許文献１の装置では、たとえば、グランドの芝を補修する場合、芝が損傷した部分に種を蒔き、種を蒔いた部分に最適な状態で光を照射することはできない。また、種々の苗床に植え付けした栽培土に光を照射する場合も、苗床の大きさや形状に対応して、最適な状態で光を照射することができない。さらにまた、光の強度を最適な状態にコントロールすることもできない。発光ダイオードは電流を調整して発光出力をコントロールできる。ただ、発光ダイオードは、定格電流（一般的に使用される発光ダイオードでは２０ｍＡ）よりも大きな電流を流すことができない。このため、局部的に強い光を照射する等、光を照射する強度分布を最適な状態にコントロールすることができない。
【０００８】
本発明の第２の目的は、種々の状態で植物に理想的な状態で光を照射できるようにコントロールでき、さらに低温環境において植物を効果的に生育できる植物育成装置とこの植物育成装置を使用する植物育成方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１の植物育成装置は、複数の発光ダイオード１を電気的に連結して通電し、植物の上に光を照射する。この植物育成装置は、発光ダイオード１の光照射側と対向する方向において発光ダイオード１と接近する位置に保温層３を設けている。
【００１０】
本発明の植物育成装置は、発光ダイオード１を、植物を植え付けしている栽培土２０の上面から２０ｃｍ以下に配置することができる。
【００１１】
本発明の請求項３の植物育成装置は、一対のリード２を突出させている複数の発光ダイオード１と、複数の発光ダイオード１のリード２を電気接続する状態で連結する保温プレート４とを備える。この植物育成装置は、保温プレート４に連結された複数の発光ダイオード１に通電して植物に光を照射する。保温プレート４は、発光ダイオード１のリード２を挿通して保持できる第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂを、発光ダイオード１のリード２を挿通できる絶縁層１１で絶縁して積層した構造である。第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂは、ここに挿通される発光ダイオード１のリード２に通電する導電性を有する。この植物育成装置は、保温プレート４が植物の上面をカバーする状態で配置されて、下面に発光ダイオード１を挿通して連結している。保温プレート４の下面に連結される発光ダイオード１は、一方のリード２を、第１の弾性保温層１０Ａと絶縁層１１を絶縁状態で貫通して、第２の弾性保温層１０Ｂに挿通して電気接続し、他方のリード２を第１の弾性保温層１０Ａに挿通して電気接続している。発光ダイオード１は、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂを介して通電されて発光し、植物に光を照射する。
【００１２】
本発明の請求項４の植物育成装置は、一対のリード２を突出させている複数の発光ダイオード１と、複数の発光ダイオード１のリード２を電気接続する状態で連結する保温プレート４とを備える。この植物育成装置は、保温プレート４に連結された複数の発光ダイオード１に通電して植物に光を照射する。保温プレート４は、複数列の弾性保温層１０を絶縁層１１を介して同一平面において平行に並べている。この弾性保温層１０は、挿通される発光ダイオード１のリード２に電気接続される導電性を有する。この植物育成装置は、保温プレート４が植物の上面をカバーする状態で配置されて、この下面に発光ダイオード１を挿通して連結している。保温プレート４の下面に連結される発光ダイオード１は、一対のリード２を異なる列の弾性保温層１０に挿通して電気接続されて、弾性保温層１０を介して通電されて発光して、植物に光を照射する。
【００１３】
弾性保温層１０は、合成樹脂発泡体、不織布、ゴム状弾性体のいずれか又はこれ等の積層体とすることができる。発光ダイオード１は、複数の青色発光ダイオードとし、あるいは複数の青色発光ダイオードと複数の赤色発光ダイオードとすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の植物育成装置は、保温プレート４の下面に固定ピン５を突出させることができる。さらに、本発明の植物育成装置は、保温プレート４の上方に折り畳みカバー６を設けることができる。
【００１５】
さらに、本発明の植物育成装置は、弾性保温層１０にリード線を介して二次電池を接続することができる。さらに、この植物育成装置は、二次電池を太陽電池に接続することができる。
【００１６】
本発明の請求項１２の植物育成方法は、栽培土２０に上から光を照射して植物を生育させる方法である。この植物育成方法は、栽培土２０の上面に複数の発光ダイオード１を配置して、この発光ダイオード１でもって栽培土２０に光を照射し、さらに、発光ダイオード１の光照射側と対向する方向を保温層３で保温して発光ダイオード１で栽培土２０に向けて光を照射し、また保温層３を発光ダイオード１に接近する位置に配置して保温層３で発光ダイオード１を保温し、保温状態の発光ダイオード１で栽培土２０に光を照射し、さらに保温状態にある発光ダイオード１が栽培土２０を加温して植物を生育させる。本発明の植物育成方法は、栽培土２０に芝の種を蒔いて発芽させることができる。
【００１７】
本発明の請求項１４の植物育成方法は、栽培土２０に上から光を照射して植物を生育させる方法であって、栽培土２０の上面を植物育成装置でカバーし、この植物育成装置で栽培土２０に向かって光を照射して植物を生育させる。栽培土２０に光を照射する植物育成装置として、一対のリード２を突出させている複数の発光ダイオード１と、複数の発光ダイオード１のリード２を電気接続する状態で連結する保温プレート４とを備えると共に、保温プレート４に連結された複数の発光ダイオード１に通電して植物に光を照射する植物育成装置を使用する。この植物育成装置は、保温プレート４が、発光ダイオード１のリード２を挿通して保持できる第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂを、発光ダイオード１のリード２を挿通できる絶縁層１１で絶縁して積層された構造である。第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂは、ここに挿通される発光ダイオード１のリード２に通電する導電性を有する。この植物育成装置は、保温プレート４が植物の上面をカバーする状態で配置されて、下面に発光ダイオード１を挿通して連結している。この植物育成装置は、保温プレート４の下面に連結される発光ダイオード１が、一方のリード２を第１の弾性保温層１０Ａと絶縁層１１を絶縁状態で貫通して、第２の弾性保温層１０Ｂに挿通されて電気接続され、他方のリード２を第１の弾性保温層１０Ａに挿通して電気接続されて、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂとを介して通電されて発光し、植物に光を照射する。さらに、植物育成方法は、植物育成装置の弾性保温層１０に連結する発光ダイオード１の連結位置を調整して、栽培土２０への光の照射状態をコントロールすると共に、弾性保温層１０で発光ダイオード１を保温しながら植物を生育させる。
【００１８】
本発明の請求項１５の植物育成方法は、栽培土２０に上から光を照射して植物を生育させる方法であって、栽培土２０の上面を植物育成装置でカバーし、この植物育成装置で栽培土２０に向かって光を照射して植物を生育させる。栽培土２０に光を照射する植物育成装置として、一対のリード２を突出させている複数の発光ダイオード１と、複数の発光ダイオード１のリード２を電気接続する状態で連結する保温プレート４とを備えると共に、保温プレート４に連結された複数の発光ダイオード１に通電して植物に光を照射する植物育成装置を使用する。この植物育成装置の保温プレート４は、複数列の弾性保温層１０を絶縁層１１を介して同一平面において平行に並べている。この弾性保温層１０は、挿通される発光ダイオード１のリード２に電気接続される導電性を有する。この植物育成装置は、保温プレート４が植物の上面をカバーする状態で配置されて、この下面に発光ダイオード１を挿通して連結している。この植物育成装置は、保温プレート４の下面に連結される発光ダイオード１が、一対のリード２を異なる列の弾性保温層１０に挿通して電気接続され、弾性保温層１０を介して通電されて発光して、植物に光を照射する。さらに、植物育成方法は、植物育成装置の弾性保温層１０に連結する発光ダイオード１の連結位置を調整して、栽培土２０への光の照射状態をコントロールすると共に、弾性保温層１０で発光ダイオード１を保温しながら植物を生育させる。
【００１９】
さらに、本発明の植物育成方法は、栽培土２０をグランドの土として、芝の種を蒔いたグランドの上を植物育成装置でカバーして芝を生育させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１の植物育成装置と請求項１２の植物育成方法は、低温環境において種子を速やかに発芽でき、さらに発芽した植物を効果的に生育できる特長がある。それは、本発明の植物育成装置と植物育成方法が、複数の発光ダイオードを電気的に連結して通電し、植物の上に光を照射することに加えて、発光ダイオードの光照射側と対向する方向において、発光ダイオードと接近して保温層を設けているからである。本発明の植物育成装置と植物育成方法では、発光ダイオードが下向きに光を照射するように、栽培土の上にカバーするように配置される。このため、発光ダイオードの上に保温層が設けられ、この保温層によって発光ダイオードの熱が上方に放熱されるのが阻止される。発光ダイオードは、消費電力の一部を光として放射するが、残りの消費電力を熱に変換する。現在の発光ダイオードの光変換効率、すなわち消費電力に対する光出力の割合は、蛍光灯に近い約２０％程度である。このため、発光ダイオードは、消費電力の半分以上を熱に変換している。熱は発光ダイオードの発光チップを加熱する。発光ダイオードは例外なく、光を一方に放射するために、図６に示すように金属ケース１Ｂの凹部１Ｃに置かれる。発光チップ１Ａの光は凹部１Ｃの内面で反射されて、一方に放射される。発光チップの温度が高くなると、発光チップは熱線である赤外線を周囲に放射する。発光チップから放射される赤外線は、光と同じように凹部の内面で反射されて、光の方向に放射される。したがって、図に示すように発光ダイオードの上を保温層で保温すると、発光チップの放熱が少なくなって温度が上昇し、温度が上昇した発光チップから多量の赤外線が放出される。発光チップから放出される赤外線は、光と同じように凹部の内面で反射されて、光と同じ方向に放射されて、栽培土に光と熱線である赤外線とを放射する。とくに、弾性保温層に発光ダイオードを挿通して連結する構造は、弾性保温層が発光ダイオードのリードに通電はするが断熱する。すなわち、電気は通すが熱は通さない状態で発光させる。この状態で点灯される発光ダイオードは、リード先端に連結している金属ケースの放熱が制限されて、発光チップの温度が高くなる。金属ケースがリードを介して冷却されなくなるからである。このため、金属ケースの凹部に配置している発光チップの温度が高くなって、熱線である赤外線を多量に放出する。すなわち、発光ダイオードは、通常の使用状態では、リードを介して金属ケースを冷却し、この金属ケースで発光チップを冷却するが、本発明は発光ダイオードの光照射側と対向する側を保温層で保温して、リードは発光チップに通電するが放熱しない独得の構造とする。このため、発光チップの温度が高くなって、発光チップから多量の熱線である赤外線が放出される。発光チップから光と同じ方向に放射される熱線である赤外線は、栽培土を加温して、寒いときに種子を速やかに発芽させる。すなわち、本発明の植物育成装置は、光と赤外線の両方を効率よく栽培土に照射して種子を早く発芽させ、発芽した植物を効果的に生育させる。
【００２１】
本発明の実施例にかかる以下の構造の植物育成装置を使用して芝の発芽実験すると以下のように短期間で発芽する。
実施例の植物育成装置は、全体の外形をＡ４サイズとし、全面に６３８個の発光ダイオードを縦横に並べて配置している。発光ダイオードは青色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの個数が２：８となるように配列する。この発光ダイオード全体に、５．４Ｖで６１０ｍＡの電流を流して点灯する。この実験は、まず、２月２４日に、栽培土に芝の種を蒔き、この栽培土の上に発光ダイオードを２４時間点灯している植物育成装置を載せて、種が発芽する状態を観察すると、４日後の２月２８日に発芽した。比較のために、本発明の植物育成装置に代わって、寒冷紗でカバーした比較例のものは、９日経過後の３月５日となっても発芽しなかった。この実験で、栽培土の表面温度を測定すると図１９に示すようになった。このグラフは、比較例である寒冷紗でカバーする栽培土の表面温度と、本発明の植物育成装置を載せている栽培土の表面温度とを示している。このグラフからも明らかなように、本発明の植物育成装置で光と熱を放射すると、栽培土の表面温度を２〜６℃も高くして、速やかに発芽できる。
【００２２】
本発明の請求項３と４の植物育成装置、及び請求項１４と請求項１５の植物育成方法は、植物に理想的な状態で光を照射できるようにコントロールできる特長がある。それは、この植物育成装置と植物育成方法が、保温プレートの表面の自由な位置に発光ダイオードを挿通して連結して、発光ダイオードを発光させて光と熱線とを栽培土に照射できるからである。とくに、この構造の植物育成装置は、たとえばグランドやゴルフ場において、種々の形状で芝を植え付けして補修するとき、芝の種を蒔く領域の形状に合わせて、発光ダイオードを配列できる。また、保温プレートに連結して配列される発光ダイオードは、弾性保温層から通電して発光されるので、発光ダイオードの上面を保温プレートでもっと理想的な状態に保温できる。このため、発光ダイオードの光に加えて熱を有効に栽培土に放射して、寒いときにもグランドやゴルフ場に速やかに芝を発芽して生育できる特長がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための植物育成装置と植物生育方法を例示するものであって、本発明は植物育成装置と植物生育方法を以下に記載する装置と方法には特定しない。
【００２４】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２５】
図１ないし図５は、複数の発光ダイオード１を電気的に連結して通電し、植物の上に光を照射する植物育成装置を示し、この植物育成装置は、発光ダイオード１の光照射側と対向する方向（図において上方）において発光ダイオード１と接近する位置に植物を保温する保温層３を設けている。保温層３は発光ダイオード１の熱を保温し、発光ダイオード１が光と熱の両方を、植物を生育させる栽培土２０に放射させるものである。したがって、保温層３には、発光ダイオード１の熱を保温できる全てのもの、たとえば、合成樹脂発泡体や不織布、あるいはガラス繊維マットやロックウール、さらには断熱特性の優れた合成樹脂やセラミック等が使用できる。
【００２６】
保温層３は、導電性があって、発光ダイオード１に通電できるものと、導電性がなくて発光ダイオード１に通電できないものとがある。導電性のない保温層３の場合は、たとえば複数の発光ダイオード１を基板に半田付して固定し、基板を半田付して平面状に並べて固定し、平面状に並べて固定している発光ダイオード１の上面、すなわち光照射側と反対側に保温層３を積層して保温する。
【００２７】
光照射側と反対側を保温している発光ダイオード１は、光と熱の両方を栽培土２０に放射する。発光ダイオード１が光と熱の両方を栽培土２０に効果的に放射するために、発光ダイオード１は栽培土２０の上面に接近して、たとえば２０ｃｍよりも接近し、好ましくは５ｃｍよりも接近し、さらに好ましくは２ｃｍ以下、最適には１ｃｍ以下に接近し、あるいは図５に示すように、発光ダイオード１が直接に栽培土２０に接するように配置される。光照射側の反対側を保温層３としている発光ダイオード１は、内部に内蔵される発光チップの熱が光と一緒に栽培土２０に向けて放射される。とくに、発光ダイオード１は、図６の断面図に示すように、発光チップ１Ａを金属ケース１Ｂの凹部１Ｃに配置して、金属ケース１Ｂで光を反射する構造としている。この構造の発光ダイオード１は、光を金属ケース１Ｂの内面で反射して矢印の方向に放射するが、保温して発光チップ１Ａの温度が高くなると、発光チップ１Ａから放射される熱線も光と同じように、金属ケース１Ｂの内面で反射されて、光と同じ方向、すなわち栽培土２０に向かって放射される。したがって、発光ダイオード１は、光照射側を保温層３で保温して発光チップ１Ａの温度を高くして、光の方向に熱線を効率よく放射する。この熱線は栽培土２０を加温して、寒いときに効果的に種子を発芽させて、発芽した植物を効果的に生育させる。
【００２８】
保温層３が発光ダイオード１に通電できる植物育成装置は、発光ダイオード１を保温層３に接続して点灯できる。この構造の植物育成装置は、保温層３を実現する保温プレート４を備えている。保温層３を実現する保温プレート４は、図１ないし図５に示すように、植物に接近して植物の上面をカバーするように配置されて、下面に発光ダイオード１を挿通して、発光ダイオード１で下方に光を照射する。図１ないし図４に示す植物育成装置は、保温プレート４の下面に固定ピン５を突出させている。図１と図３の植物育成装置は、保温プレート４の隅部に固定ピン５を設け、図２に示す植物育成装置は保温プレート４の周囲に固定ピン５を設けている。固定ピン５は、グランドやゴルフ場の地面に挿通されて、栽培土２０である地面をカバーするように保温プレート４を固定する。図１と図２の植物育成装置は、固定ピン５を伸縮できる構造として、保温プレート４の高さを調整できる。この植物育成装置は、苗の成長に応じて保温プレート４の高さを調整できる。このため、生育する苗に対して、保温プレートと発光ダイオードを常に理想的な位置に配置できる。すなわち、苗が成長して高くなると、固定ピン５を伸長して保温プレート４を上昇させ、苗と保温プレート及び発光ダイオードとの間隔を理想の間隔に保持できる。
【００２９】
図５に示すように、苗床２１の上に光を照射する植物育成装置は、必ずしも固定ピンを設ける必要がない。この植物育成装置は、苗床２１の上に載せて栽培土２０に直接に効率よく光と熱を照射する。
【００３０】
図２に示す植物育成装置は、保温プレート４の上方に折り畳みカバー６を設けている。折り畳みカバー６は、傘と同じ構造で開閉できるようにしている。折り畳みカバー６は、傘の骨に相当するロッド７を下方に突出させて、これをグランド等の地面に挿通して固定される。この植物育成装置は、ロッド７を伸縮できる構造として、折り畳みカバー６の高さを調整できる。図の植物育成装置は、折り畳みカバー６を保温プレート４と分離している。したがって、保温プレート４をグランドに固定した後、これをカバーするように折り畳みカバー６をグランドに固定する。折り畳みカバー６は、傘のように折り畳んで便利に持ち運びできる。この図の折り畳みカバー６は、開いた状態でサッカーボールを半分にカットした形状としている。この構造の植物育成装置は、芝の補修カ所を明確に表示しながらサッカーグランドやゴルフ場の芝補修に使用できる。したがって、この形状の植物育成装置は、グランドやゴルフ場の芝の補修に適している。さらに、この図の植物育成装置は、折り畳みカバーにも発光ダイオードを設けて、夜間においても場所を明確にすることができる。折り畳みカバー６を有する植物育成装置は、雨で保温プレート４が濡れるのを防止できる特長もある。このため、屋外に使用するのに適している。
【００３１】
図３の植物育成装置は、保温プレート４の上に防水シート８を張設している。防水シート８は、固定ピン５の上端部に固定している。この構造の植物育成装置も、防水シート８で保温プレート４を防水構造として屋外使用が可能となる。また、この植物育成装置は、防水シート８を保温プレート４に接近させて、防水シート８と保温プレート４の両方からなる２層の断熱層でグランドの栽培土２０を保温しながら芝を生育できる。とくに、冷たい雨水でグランドの栽培土２０が冷却されるのを防止して、低温環境においても、芝を短時間で生育できる。
【００３２】
植物育成装置は、常に屋外で使用されるとは限らない。苗床用の植物育成装置は屋内で使用される。図１の植物育成装置は苗床に光と熱を照射するのに適している。苗床に使用する場合、図５に示すように、固定ピンを省略して、苗床２１の栽培土２０の上に植物育成装置を載せて、栽培土２０に光を照射する。この図の植物育成装置は、保温プレート４を渦巻状に巻いてコンパクトな状態にして便利に持ち運びできる。
【００３３】
発光ダイオード１は、電源９から供給される電力で点灯される。発光ダイオード１は、二次電池で点灯し、あるいは商用電源を発光ダイオード１の点灯電圧に変換して点灯できる。二次電池で発光ダイオード１を点灯する植物育成装置は、グランドやゴルフ場の芝補修のように、商用電源の配線に手間がかかる場所で便利に使用できる。二次電池は、充電して繰り返し使用される。また、二次電池に太陽電池を接続し、昼間に太陽電池で充電しながら発光ダイオードを点灯することもできる。
【００３４】
発光ダイオード１に通電しながら保温する保温プレート４は、図７と図８に示す構造で、発光ダイオード１を点灯する。これらの図に示す植物育成装置は、一対のリード２を突出させている複数の発光ダイオード１と、複数の発光ダイオード１のリード２を電気接続する状態で連結する保温プレート４とを備えている。これらの植物育成装置は、保温プレート４に脱着できるように連結された複数の発光ダイオード１に通電して植物に光と熱を照射する。
【００３５】
図７に示す保温プレート４は、複数列の弾性保温層１０を絶縁層１１を介して同一平面において平行に並べている。この弾性保温層１０は、挿通される発光ダイオード１のリード２に電気接続される導電性を有する。保温プレート４は、植物の上面をカバーする状態で配置され、その下面には、脱着できるように発光ダイオード１がリード２を挿通して連結される。保温プレート４の下面に連結される発光ダイオード１は、一対のリード２を異なる列の弾性保温層１０に挿通して電気接続され、弾性保温層１０を介して電源９に接続される。したがって、発光ダイオード１は、弾性保温層１０を介して電源９から通電されて発光し、植物に光と熱の両方を放射する。
【００３６】
弾性保温層１０は、絶縁層１１を介して積層されている。絶縁層１１は、隣接する弾性保温層１０の間に配設されて、電源９の正負に接続される隣の弾性保温層１０がショートするのを防止する。絶縁層１１は、プラスチック等の絶縁材を板状に成形したものである。
【００３７】
図９は保温プレート４の断面図である。この図の保温プレート４の弾性保温層１０は、合成樹脂発泡体、不織布、ゴム状弾性体のいずれか又はこれ等の積層体である。弾性保温層１０は、ここに挿通される発光ダイオード１のリード２に通電するために導電性を有する。合成樹脂発泡体、不織布、ゴム状弾性体である弾性保温層１０は、導電性のある合成樹脂発泡体や不織布、あるいはゴム状弾性体で製作することができる。また、これ等は、導電性のある粉末である金属粉やカーボン粉等をバインダーに添加している導電物質を含浸させて導電性とすることができる。とくに、導電物質を含浸している弾性保温層１０は、導電物質に小さい電気抵抗のものを使用し、あるいは導電物質の含浸量を多くして、電気抵抗を小さくすることもできる。さらに、導電物質を含浸させる弾性保温層１０は、導電性のない合成樹脂発泡体や不織布、あるいはゴム状弾性体に導電塗料を塗布して導電性を実現することができる。ただ、導電性のある合成樹脂発泡体や不織布、あるいはゴム状弾性体に、さらに導電塗料を塗布して電気抵抗を小さくすることもできる。
【００３８】
弾性保温層１０は、導電物質を全体に含有し、あるいは、表面や内部に含有し、あるいはまた、部分的に含有して、電気抵抗の大きさと分布をコントロールできる。導電物質は、弾性保温層１０に最適な電気抵抗となるように含浸される。弾性保温層１０は、任意の位置に装着される種々の発光ダイオード１を発光させる。
【００３９】
弾性保温層１０に使用される合成樹脂発泡体は、連続気泡を有する軟質合成樹脂発泡体が適している。とくにポエチレン発泡体が適している。連続気泡を有する合成樹脂発泡体は、含浸される導電塗料を、連続気泡によって内部に浸透させて全体の電気抵抗を小さくできる。さらに合成樹脂発泡体は、導電塗料を塗布する回数を多くして、より多くの導電塗料を連続気泡の内部に含浸させて、電気抵抗を小さくできる。また、弾性保温層は、金属メッキ層等の導電層を設けて導電性とすることもできる。
【００４０】
弾性保温層１０には、これに通電するためにリード線１２を接触して配置している。リード線１２は電源９に接続されて、弾性保温層１０に通電する。
【００４１】
図８の植物育成装置の保温プレート４は、発光ダイオード１のリード２を挿通して保持できる第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂを、発光ダイオード１のリード２を挿通できる絶縁層１１で絶縁している。第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂは、ここに挿通される発光ダイオード１のリード２に通電する導電性を有する。第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂは、発光ダイオード１のリード２を脱着できるように挿通して、発光ダイオード１を保持するもので、図７の保温プレート４の弾性保温層１０と同じもので製作される。
【００４２】
図８に示すように、保温プレート４の下面に連結される発光ダイオード１は、一方のリード２を、第１の弾性保温層１０Ａと絶縁層１１を絶縁状態で貫通して、第２の弾性保温層１０Ｂに挿通されて電気接続する。他方のリード２は、第１の弾性保温層１０Ａに挿通して電気接続される。このように、発光ダイオード１は、一対のリード２が、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂとを介して通電されて発光し、植物に光と熱を照射する。
【００４３】
図８の植物育成装置の保温プレート４の詳細な図を、図１０ないし図１８に示す。図１０と図１１の断面図は、発光ダイオード１のリード２を第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂとに連結する状態を示している。発光ダイオード１は、第２の弾性保温層１０Ｂに接続されるリード２を第１の弾性保温層１０Ａから絶縁する必要がある。図１０の保温プレート４は、第１の弾性保温層１０Ａに貫通孔１３を設け、ここにリード２を挿通して、リード２と第１の弾性保温層１０Ａとを絶縁している。図１１は、リード２の一部を絶縁して、絶縁部２Ａを第１の弾性保温層１０Ａに貫通させている。
【００４４】
さらに、図１２と図１３に示す保温プレート４は、弾性保温層１０に通電するために導電層１４を弾性保温層１０に接続している。導電層１４は、図１２に示すように弾性保温層１０に埋設し、あるいは図１３に示すように、絶縁層１１との境界に積層することができる。弾性保温層１０は導電層１４を介して電源に接続される。
【００４５】
さらに、保温プレート４は、図１４に示すように、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂの周囲に、リード板１５を設けて、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂに通電することもできる。リード板１５は、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂの周囲に電気的に接触して、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂとに通電する。
【００４６】
さらに、保温プレート４は、図１５の分解斜視図に示すように、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂに金属線１６を配置して、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂに通電することもできる。この金属線１６には、銅線、ニッケル線等の導電性の金属線、あるいは表面にニッケルメッキ等のメッキをした銅や鉄等の金属線が使用できる。金属線１６は、導電性のある合成樹脂発泡体で製作している第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂに電気的に接触して、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂとに通電する。
【００４７】
図１５の保温プレート４は、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂの表面に、金属線１６を縫着して固定している。金属線１６を縫着する構造は、たとえば、下糸を金属線１６、上糸を絶縁性の糸材１７としてミシンで縫着して、極めて簡単に固定できる。とくに、図に示すように、下糸である金属線１６の張りを上糸である糸材１７に対して強くすることによって金属線１６を断線させることなく理想的に配線できる。ただ、金属線を縫着する構造は、下糸を絶縁性の糸材として上糸を金属線とすることも、下糸と上糸の両方を金属線とすることもできる。絶縁性の糸材１７には、たとえば、天然繊維やプラスチック繊維等が使用できる。このように、金属線１６を縫着する構造は、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂの所定の位置に、極めて簡単に金属線１６を固定できる特長がある。ただ、金属線は、第１の弾性保温層と第２の弾性保温層の表面に接着して固定することも、連結具で固定することもできる。表面に金属線１６が固定された第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂは、図に示すように、絶縁層１１の両側に積層されて互いに絶縁される。図に示す第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂは、金属線１６が配置された面を絶縁層１１に対向させて配置しており、金属線１６が保温プレート４の表面側に表出するのを防止している。
【００４８】
さらに、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂに配設される金属線１６は、図１６に示すように、互いに位置をずらして配設することができる。それは、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂに挿通される発光ダイオード１のリード２が、絶縁層１１の両側に位置する金属線１６に同時に接触するのを防止するためである。たとえば、絶縁層の両側の位置する金属線が互いに対向する位置にある場合、第２の弾性保温層まで挿通される発光ダイオードのリードが２つの金属線に同時に接触すると電源がショートする。また、絶縁層の両側に位置する金属線の間隔が狭いと、第１の弾性保温層と第２の弾性保温層に挿通される発光ダイオードの一対のリードが共に金属線に接触する状態で発光ダイオードに通電されて、発光ダイオードが故障することがある。これらの弊害を防止するために、第１の弾性保温層１０Ａに配設される金属線１６と第２の弾性保温層１０Ｂに配設される金属線１６の間隔（Ｄ）は、発光ダイオード１の一対のリード２の間隔（ｄ）よりも大きくなるようにする。
【００４９】
金属線１６の間隔（Ｄ）とは、図１７に示すように、発光ダイオード１の挿入方向からの投影視における間隔であり、この図に示すように、第１の弾性保温層１０Ａに配設される金属線１６と第２の弾性保温層１０Ｂに配設される金属線１６の最も接近する部分における間隔を意味している。図１７において、第１の弾性保温層１０Ａに配設される金属線１６を鎖線で、第２の弾性保温層１０Ｂに配設される金属線１６を一点鎖線で示している。金属線１６の間隔（Ｄ）をリード２の間隔（ｄ）よりも大きくする状態では、図１６に示すように、第２の弾性保温層１０Ｂまで挿通される発光ダイオード１のリード２が２つの金属線１６に同時に接触することがなく、また、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂに挿通される発光ダイオード１の一対のリード２が共に金属線１６に接触することもない。したがって、電源９や発光ダイオード１を保護しながら、安全に通電できる。絶縁層１１の両側に配設される金属線１６の間隔（Ｄ）は、リード２の間隔（ｄ）によって適宜に決定されるが、金属線１６の間隔（Ｄ）は、たとえば、リード２の間隔（ｄ）の１．２倍以上、好ましくは１．５倍以上、さらに好ましくは２倍以上として、上記の弊害を有効に防止できる。
【００５０】
さらに、図１８に示す保温プレート４は、周縁部に枠体１８を配設している。枠体１８は、積層された絶縁層１１の両側に積層された第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂとを絶縁する状態で配設される。図の枠体１８は、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂの外周面だけでなく、周縁部もカバーする状態で配設している。このように、周縁部を枠体１８でカバーする保温プレート４は、図に示すように、第１の弾性保温層１０Ａに配設される金属線１６と第２の弾性保温層１０Ｂに配設される金属線１６とを互いに対向する位置に配設することができる。それは、この枠体１８の部分には発光ダイオード１のリード２を挿通できないので、第２の弾性保温層１０Ｂに挿通される発光ダイオード１のリード２が、絶縁層１１の両側に位置する金属線１６に同時に接触することがないからである。また、周縁部に枠体１８を備える保温プレート４は、金属線１６を縫着する場合においては、上糸である糸材１７が表出するのを防止できるので外観を良くできる特長もある。
【００５１】
第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂは電源９に接続される。この植物育成装置は、発光ダイオード１の一方のリード２を第１の弾性保温層１０Ａに接続し、他方のリード２を第２の弾性保温層１０Ｂに接続して点灯される。発光ダイオード１は、一方を第１の弾性保温層１０Ａに、他方を第２の弾性保温層１０Ｂに挿通できるように、第２の弾性保温層１０Ｂに挿通するリード２を、第１の弾性保温層１０Ａに挿通するリード２よりも長くしている。いいかえると、一方のリード２が第１の弾性保温層１０Ａに接続する位置まで、発光ダイオード１のリード２を保温プレート４に挿通して、他方のリード２が第２の弾性保温層１０Ｂに挿通されるように一対のリード２の長さを特定している。発光ダイオード１は、他方のリード２を第２の弾性保温層１０Ｂに挿通して連結する状態で、一方のリード２は第２の弾性保温層１０Ｂに届くことがなく、第１の弾性保温層１０Ａに挿通して接続される。
【００５２】
図１０ないし図１８に示すように、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂを積層している保温プレート４は、発光ダイオード１を縦横の自由な位置に配列して点灯できるので、種々な状態で植物に理想的な状態で光と熱を照射できる。
【００５３】
図１０ないし図１３、図１５、図１６、及び図１８に示す保温プレート４は、弾性保温層１０に表面層１９を積層している。表面層１９は絶縁層で、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂの表面を絶縁する。表面層１９のある保温プレート４は、表面を絶縁しているので安全かつ便利に使用できる。第１の弾性保温層１０Ａに設けている表面層１９は、発光ダイオード１のリード２を挿通させるので、リード２を挿通できるように、たとえば合成樹脂発泡やゴム状弾性体で製作される。第２の弾性保温層１０Ｂの表面に設けている表面層１９は、発光ダイオード１のリード２を挿通させる必要はないので、リード２を挿通できない合成樹脂プレートやゴム状弾性体のプレートとすることができる。ただし、第１の弾性保温層１０Ａと第２の弾性保温層１０Ｂの表面に積層している両方の表面層１９を、発光ダイオード１のリード２を挿通できるものとすることもできる。この保温プレート４は、両面に発光ダイオード１を連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例にかかる植物育成装置の斜視図である。
【図２】本発明の他の実施例にかかる植物育成装置の斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかる植物育成装置の斜視図である。
【図４】図３に示す植物育成装置の使用状態を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施例にかかる植物育成装置の使用状態を示す断面図である。
【図６】発光ダイオードの拡大断面図である。
【図７】保温プレートの一例を示す概略構成図である。
【図８】保温プレートの他の一例を示す概略構成図である。
【図９】図７に示す構造の保温プレートの一例を示す拡大断面図である。
【図１０】図８に示す構造の保温プレートの一例を示す拡大断面図である。
【図１１】図８に示す構造の保温プレートの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１２】図８に示す構造の保温プレートの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１３】図８に示す構造の保温プレートの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１４】図８に示す構造の保温プレートの他の一例を示す断面斜視図である。
【図１５】図８に示す構造の保温プレートの他の一例を示す分解斜視図である。
【図１６】図８に示す構造の保温プレートの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１７】図１６に示す保温プレートの平面図である。
【図１８】図８に示す構造の保温プレートの他の一例を示す拡大断面図である。
【図１９】植物の育成実験における栽培土の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１…発光ダイオード １Ａ…発光チップ
１Ｂ…金属ケース
１Ｃ…凹部
２…リード ２Ａ…絶縁部
３…保温層
４…保温プレート
５…固定ピン
６…折り畳みカバー
７…ロッド
８…防水シート
９…電源
１０…弾性保温層 １０Ａ…第１の弾性保温層
１０Ｂ…第２の弾性保温層
１１…絶縁層
１２…リード線
１３…貫通孔
１４…導電層
１５…リード板
１６…金属線
１７…糸材
１８…枠体
１９…表面層
２０…栽培土
２１…苗床
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０３１８７５３４
【氏名又は名称】株式会社プレステイジ
【識別番号】５９１１０４２９５
【氏名又は名称】藤崎電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１７年３月３１日（２００５．３．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４３５４
【弁理士】
【氏名又は名称】豊栖 康弘
【識別番号】１００１０４９４９
【弁理士】
【氏名又は名称】豊栖 康司
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| 【公開番号】 |
特開２００５−３１２４４４（Ｐ２００５−３１２４４４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２００５−１０４４８６（Ｐ２００５−１０４４８６） |
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