JP2018047019A - 口腔洗浄装置用ノズルおよび口腔洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴出液の良好な直線性が得られる口腔洗浄装置用ノズルを提供する。【解決手段】本発明に係る口腔洗浄装置用ノズル１２は、気液混合流体を噴射する口腔洗浄装置用ノズル１２であって、１つの液体噴出孔３８ａと、該液体噴出孔３８ａの周囲に周方向に一定の間隔をおいて複数個設けられた圧縮空気噴出孔３９ａを具備し、気液混合流体が、ノズル３２先端から所要距離直線状に噴出した後、所要拡散角度で広がるように設定されていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は歯科に用いて好適な口腔洗浄装置用ノズルおよび口腔洗浄装置に関する。

歯科診療において、歯周病およびインプラント周囲炎の予防のため、歯周ポケット内を洗浄する各種口腔洗浄装置が開発されている。
特許文献１には、中心位置に水噴出孔を、その周囲に水の噴出方向に傾斜した複数個の空気噴出孔を設けたノズルを有する歯科用シリンジが開示されている。
この歯科用シリンジによれば、霧化作用が良好に行われると共に、その噴出方向の直進性が保持されるとする。

実公昭５０−４２６２８

特許文献１のものでは、水噴出孔の周囲に水の噴出方向に傾斜した複数個の空気噴出孔を設けたノズルを用いているので、複数の空気噴出孔から空気が斜めに噴出され、空気と水が強く混合されることから水の霧化が良好になされる。
しかしながら、霧化された水の直進性が保持されるとするが、複数の空気噴出孔から空気が斜めに噴出されることから、各空気噴出孔からの空気がノズル先端で一旦交差した後、前方に向けて広がることから、満足できる直線性が得られないという課題がある。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、その目的とするところは、噴出液の良好な直線性が得られる口腔洗浄装置用ノズルおよび口腔洗浄装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る口腔洗浄装置用ノズルは、気液混合流体を噴射する口腔洗浄装置用ノズルであって、１つの液体噴出孔と、該液体噴出孔の周囲に周方向に一定の間隔をおいて複数個設けられた圧縮空気噴出孔を具備し、前記気液混合流体が、前記ノズル先端から所要距離直線状に噴出した後、所要拡散角度で広がるように設定されていることを特徴とする。

前記圧縮空気噴出孔および前記液体噴出孔から噴出される各流体間において、コアンダ効果が発生し、圧縮空気が液体にまとわりつくことで、前記ノズル先端から所要距離の直進性を確保できる。
前記気液混合流体が、前記ノズル先端から直線状に噴出する距離は、前記ノズル先端から５〜８ｍｍの範囲であると好適である。
また、前記拡散角度が７〜１３°であると好適である。
各前記圧縮空気噴出孔が、前記液体噴出孔と平行に伸びて形成されていると好適である。
前記気液混合流体が、前記ノズル先端から所要距離直線状に噴出した後、所要拡散角度で広がるように、前記圧縮空気噴出孔の孔数、孔径および前記液体噴出孔からの距離を設定するとよい。

前記圧縮空気噴出孔の孔数を３〜８個に設定することができる。
また、前記圧縮空気噴出孔の孔径を０．３〜０．７ｍｍに設定することができる。
前記圧縮空気噴出孔の前記液体噴出孔からの距離を０．８〜１．５ｍｍに設定することができる。
樹脂製にすると好適である。
前記液体噴出孔に供給される液体が水であることを特徴とする。

また、本発明に係る口腔洗浄装置は、上記いずれかの口腔洗浄装置用ノズルを備えることを特徴とする。
前記圧縮空気噴出孔に圧力可変の圧縮空気を供給する空気供給部を設けると好適である。
また、前記液体噴出孔に流量可変の液体を供給する液体供給部を設けると好適である。
前記空気供給部から供給される圧縮空気の圧力を０．３ＭＰａとすることができる。
また、前記液体供給部から供給される液体の流量を２０ｍｌ/ｍｉｎとすることができる。
また、前記空気供給部は、調整つまみを有するレギュレーターからなり、前記ノズル先端から噴出する前記気液混合流体の圧力調節を前記調整つまみによって行うことができる。
ノズル飛び出し防止構造を有するとよい。

本発明によれば、噴出液の良好な直線性が得られる口腔洗浄装置用ノズルおよび口腔洗浄装置を提供することができる。

口腔洗浄装置の斜視図である。 ノズル装置の断面図である。 ノズルの部分拡大断面図である。 孔数６個のノズル先端部の説明図である。 孔数８個のノズル先端部の説明図である。 先端部が上向きとなっているノズルの説明図である。 先端部が下向きとなっているノズルの説明図である。 拡散角度を示す説明図である。 ノズルのサンプル１のスプレー波形を示す説明図である。 ノズルのサンプル２のスプレー波形を示す説明図である。 ノズルのサンプル３のスプレー波形を示す説明図である。 ノズルのサンプル４のスプレー波形を示す説明図である。 ノズルのサンプル５のスプレー波形を示す説明図である。 ノズルのサンプル６のスプレー波形を示す説明図である。 ノズルのサンプル７のスプレー波形を示す説明図である。 ノズルのサンプル８のスプレー波形を示す説明図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は口腔洗浄装置１０の全体の概要を示す斜視図、図２はノズル装置１２の断面図である。
図１において、１４は装置本体である。
１６は液体容器であり、ノズル装置１２から噴出する液体（水、薬液）が収容される。液体容器１６は、送出口（図示せず）を下方に向けた状態で装置本体１４に着脱自在に装着されるようになっている。

液体容器１６に収容されている液体は、液送出機構によりノズル装置１２に送り込まれる。液送出機構は、公知のチューブポンプ１８により液体をノズル装置１２に送り込む。チューブポンプ１８は図示しないモータによって駆動される。モータは切替スイッチ２０によって回転速度が３段階に切り替え可能になっていて、これにより、ノズル装置１２に送り込まれる液量を３段階に切り替え可能になっている。なお、ポンプはチューブポンプに限られず、他の適宜なポンプを使用できることはもちろんである。

また、装置本体１４には、図示しないコンプレッサーがホースにより接続口２２に接続される。コンプレッサーからの圧縮空気は、装置本体１４内の空気送出路を介してノズル装置１２に送り込まれる。
空気送出路にはレギュレーターが組み込まれ、レギュレーターの調整つまみ２４によりノズル装置１２に送り込まれる空気圧を調整可能になっている。また、空気送出路には、図示しない電磁弁が組み込まれ、この電磁弁をオン、オフ制御することによって、ノズル装置１２への空気送出をオン、オフできるようになっている。
２６は商用電源への接続口、２８は装置本体１４全体への電源スイッチである。

図２はノズル装置１２の断面図、図３はノズル３２の部分拡大断面図である。
ノズル装置１２は、把持部３０の先端部に、ノズル３２が取り付けられてなる。
把持部３０内には、装置本体１４からの液体送出ホース３３と圧縮空気送出ホース３４が導入されている。
液体送出ホース３３は液送出口３６に接続され、液送出口３６からノズル３２の中心に設けられた液送出路３８に液体を送り込む。
圧縮空気送出ホース３４は、空気送出口３７から、ノズル３２の、液送出路３８の回りに設けられた空気送出路３９に圧縮空気を送り込む。

ノズル３２内には、液送出路３８と空気送出路３９が二重パイプ状に延びている。
液送出路３８は、ノズル３２の先端部中央において、小径の液体噴出孔３８ａとして開口している。
また、空気送出路３９は、ノズル３２の先端部において、一旦閉塞され、この閉塞部に、複数の小径の圧縮空気噴出孔３９ａとして開口されている。図４に示す例では、６個の圧縮空気噴出孔３９ａが設けられ、図５に示す例では、８個の圧縮空気噴出孔３９ａが設けられている。

液体噴出孔３８ａと圧縮空気噴出孔３９ａは、それぞれ適宜な径のドリルによって開口される。
液体噴出孔３８ａと圧縮空気噴出孔３９ａは、図３に示すように、数ｍｍの長さで、互いに平行になるように形成されている。
また、複数の圧縮空気噴出孔３９ａは、１つの液体噴出孔３８ａの周囲に、等間隔で形成されている。

ノズル３２は、歯周ポケット内に液体を噴出しやすいように、先端部がＬ字状に曲げられている。
また、ノズル３２は、把持部３０の軸孔４０に、軸線を中心に回転自在に設けられ、これによって、先端部が上を向く状態（図６）と先端部が下を向く状態（図７）とにすることができ、上の歯と下の歯の歯周の処置が容易に行えるようになっている。
４１、４２、４３はＯリングであり、軸孔４０とノズル３２の軸部との間の液密性、気密性が確保されるようになっている。
なお、ノズル３２が、液圧、空気圧によって、軸孔４０から飛び出して外れないように、ノズル飛び出し防止構造を設けるようにするとよい。ノズル飛び出し防止構造は、特に限定されないが、例えば、ノズル筒の外周にフランジ部４６を設け、このフランジ部４６の前面側を、把持部３０の先端に螺着したキャップ４７によって押さえる構造のものとすることができる（図２）。

ノズル３２、液送出口３６および空気送出口３７は、耐薬品性を有するように樹脂製とするのがよい。
ノズル３２は、３Ｄプリンターを用いる光造形法や粉末積層等によって、二重パイプ構造に形成することができる。
なお、液送出路３８内および空気送出路３９内は、周方向の適所において、パイプの内外壁が連結部４４によって連結され、強度を保てるようになっている（図３）。
図２において、４５はボタンスイッチであり、オン、オフすることによって、液送出機構におけるモータのオン、オフ、空気送出路における電磁弁のオン、オフを行えるようになっており、これにより、液体と圧縮空気の送出および停止ができるようになっている。

本実施の形態において、ノズル３２先端から噴出される気液混合流体が、ノズル３２先端から所要距離ほぼ直線状に噴出した後、所要拡散角度で広がるように設定されていることを特徴とする。
この気液混合流体が、ノズル３２先端から直線状に噴出する距離は、ノズル３２先端から５ｍｍ〜８ｍｍの範囲であると好適である。このように、直線状に噴出する距離が５ｍｍ〜８ｍｍ確保できることで、歯周ポケット内に流体を良好に噴出させることができ、歯垢の除去および歯周ポケット内の洗浄を容易に行える。

また、気液混合流体（霧状ジェット）が５ｍｍ〜８ｍｍ直線状に噴出できることによって、噴出角度が狭くなり、霧状ジェットが拡散されにくく、スプレー圧の減衰が少ないため、霧状ジェットの範囲内において圧力分布のばらつきを小さくできる。結果的に洗浄効果が発揮できる最適圧力範囲が広くなる。これにより、患部とノズルの距離を一定に確保することを意識しなくても、最適圧力範囲を保持しやすく、患部とノズルの距離を遠ざけて視認性を向上させることができ、洗浄効果が高いまま安定した洗浄ができるようになる。言い換えれば、術者の技術レベルに関係なく、安定的な洗浄が可能となると言える。また、患部とノズルの距離を離してもスポット的に洗浄が可能になり洗浄液を無駄なく噴霧でき、患部に効率よく洗浄液を到達させられる。より低圧、低液量での高洗浄効果も得ることができ、患者の負担が軽減される。

ところで、ノズル３２先端から噴出される気液混合流体の直進性（直進する距離）は、圧縮空気噴出孔３９ａの孔数、孔径、および圧縮空気噴出孔３９ａの液体噴出孔３８ａの中心からの距離に比較的依存することがわかった。また、圧縮空気噴出孔３９ａが液体噴出孔３８ａと平行に延びていると気液混合流体の直進性が良好になる。このように、両孔３８ａ、３９ａが平行に延びていることによって、コアンダ効果によって、あるいは流体の粘性によって、圧縮空気がいたずらにぶつかり合うのでなく、圧縮空気が液体噴出孔３８ａから噴出される液体にまとわりつくことによって、直進性が向上されると考えられる。
なお、その分、霧化効果は幾分低減されることになる。

圧縮空気噴出孔３９ａの、孔数が多くなったり、孔径が大きくなると、同じ圧縮空気の元圧の場合、圧縮空気噴出孔３９ａから噴出される圧縮空気の圧力がそれだけ減じられることから、気液混合流体の直進性に影響がでる。また、圧縮空気噴出孔３９ａの、液体噴出孔３８ａの中心からの距離（中心から中心までの距離）が、大きすぎても、小さすぎても、コアンダ効果に影響が出て、結果、気液混合流体の直進性に影響がでる。
なお、気液混合流体の直進性は、圧縮空気の元圧の大小にも影響されると言えるが、圧縮空気噴出孔３９ａの孔数、孔径、および液体噴出孔３８ａの中心からの距離ほどには直進性に影響しないことがわかった。

表１に各種ノズルのデータを示す。
表１
表１において、孔数、孔径、距離は、圧縮空気噴出孔３９ａの孔数、孔径、液体噴出孔の中心からの距離を示す。拡散角度は図８に示す角度である。液体噴出孔の径は、０．３ｍｍ。直進性有は、気液混合流体のノズルからの噴出がほぼ直線となる範囲がノズル先端から５ｍｍ〜８ｍｍである場合、無は5ｍｍ未満の場合を示す。なお、圧縮空気の圧力（元圧）は０．３ＭＰａで、液体の流量は２０ｍｌ／ｍｉｎである。

図９〜図１６は、ノズルのサンプル１〜ノズルのサンプル８のスプレー波形をそれぞれ示す。
表１、図９および図１０に示されるように、ノズルのサンプル１とノズルのサンプル２において、圧縮空気噴出孔の孔数が多くなれば、気液混合流体の拡散角度は大きくなる傾向にあり、また直進性も低くなる。また、表１、図９および図１５および図１６に示されるように、ノズルのサンプル１とノズルのサンプル７において、圧縮空気噴出孔の孔径が大きくなれば、やはり気液混合流体の拡散角度は大きくなる傾向にあり、また直進性も低くなる。また、孔数が少ない方が、気液混合流体の拡散角度が小さくなり、直線性も良好となる。また、ノズルのサンプル４とノズルのサンプル８からわかるように、圧縮空気噴出孔のノズル中心からの距離が、ある程度大きい方が、気液混合流体の拡散角度が小さくなり、直進性も良好となることがわかる。

圧縮空気噴出孔の孔数は、３〜８程度がよい。この場合、孔径やノズル中心からの距離を選定することで、気液混合流体の直進性（ノズル端部からの直進性が５〜８ｍｍ）が得られる。
また、圧縮空気噴出孔の孔径も、０．３〜０．７ｍｍ程度がよい。この場合、孔数やノズル中心からの距離を選定することで、気液混合流体の直進性（ノズル端部からの直進性が５〜８ｍｍ）が得られる。
圧縮空気噴出孔のノズル中心からの距離は、おおむね０．８〜１．５ｍｍ程度がよい。この場合、孔径や孔数を選定することで、気液混合流体の直進性（ノズル端部からの直進性が５〜８ｍｍ）が得られる。
これらの場合、気液混合流体の拡散角度はおおむね７〜１３°となる。
このように直進性を確保したことによって、軽度な歯垢であれば、水と空気の気液混合流体のみで容易に除去できることがわかった。つまり、薬液を使用しなくてもよいので手軽に使えるようになる。

１０ 口腔洗浄装置、１２ ノズル装置、１４ 装置本体、１６ 液体容器、１８ チューブポンプ、２０ 切替スイッチ、 ２２ 接続口、２４ 調整つまみ、２６ 商用電源への接続口、２８ 電源スイッチ、３０ 把持部、３２ ノズル、３３ 液体送出ホース、３４ 圧縮空気送出ホース、３６ 液送出口、３７ 空気送出口、３８ 液送出路、３８ａ 液体噴出孔、３９ 空気送出路、３９ａ 圧縮空気噴出孔、４０ 軸孔、４１ Ｏリング、４２ Ｏリング、４３ Ｏリング、４４ 連結部、４５ ボタンスイッチ、４６ フランジ部、４７ キャップ

Claims (18)

1. 気液混合流体を噴射する口腔洗浄装置用ノズルであって、
   １つの液体噴出孔と、
   該液体噴出孔の周囲に周方向に一定の間隔をおいて複数個設けられた圧縮空気噴出孔を具備し、
   前記気液混合流体が、前記ノズル先端から所要距離直線状に噴出した後、所要拡散角度で広がるように設定されていることを特徴とする口腔洗浄装置用ノズル。
2. 前記圧縮空気噴出孔および前記液体噴出孔から噴出される各流体間において、コアンダ効果が発生し、圧縮空気が液体にまとわりつくことで、前記ノズル先端から所要距離の直進性を確保できることを特徴とする請求項１記載の口腔洗浄装置用ノズル。
3. 前記気液混合流体が、前記ノズル先端から直線状に噴出する距離は、前記ノズル先端から５〜８ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２記載の口腔洗浄装置用ノズル。
4. 前記拡散角度が７〜１３°であることを特徴とする請求項１〜３いずれか1項記載の口腔洗浄装置用ノズル。
5. 各前記圧縮空気噴出孔が、前記液体噴出孔と平行に伸びて形成されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の口腔洗浄装置用ノズル。
6. 前記気液混合流体が、前記ノズル先端から所要距離直線状に噴出した後、所要拡散角度で広がるように、前記圧縮空気噴出孔の孔数、孔径および前記液体噴出孔からの距離が設定されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の口腔洗浄装置用ノズル。
7. 前記圧縮空気噴出孔の孔数が３〜８個に設定されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の口腔洗浄装置用ノズル。
8. 前記圧縮空気噴出孔の孔径が０．３〜０．７ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の口腔洗浄装置用ノズル。
9. 前記圧縮空気噴出孔の前記液体噴出孔からの距離が０．８〜１．５ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の口腔洗浄装置用ノズル。
10. 樹脂製であることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載の口腔洗浄装置用ノズル。
11. 前記液体噴出孔に供給される液体が水であることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項記載の口腔洗浄装置用ノズル。
12. 請求項１〜１１いずれか１項記載の口腔洗浄装置用ノズルを備えることを特徴とする口腔洗浄装置。
13. 前記圧縮空気噴出孔に圧力可変の圧縮空気を供給する空気供給部を有することを特徴とする請求項１２記載の口腔洗浄装置。
14. 前記液体噴出孔に流量可変の液体を供給する液体供給部を有することを特徴とする請求項１２または１３記載の口腔洗浄装置。
15. 前記空気供給部から供給される圧縮空気の圧力が０．３ＭＰａであることを特徴とする請求項１３または１４項記載の口腔洗浄装置。
16. 前記液体供給部から供給される液体の流量が２０ｍｌ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１４または１５記載の口腔洗浄装置。
17. 前記空気供給部は、調整つまみを有するレギュレーターからなり、前記ノズル先端から噴出する前記気液混合流体の圧力調節を前記調整つまみによって行うことを特徴とする請求項１３〜１６いずれか1項記載の口腔洗浄装置。
18. ノズル飛び出し防止構造を有することを特徴とする請求項１２〜１７いずれか１項記載の口腔洗浄装置。