CN103917191B - 水流式超声波口腔清洗装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够有效可靠地清洗口腔内部的水流式超声波口腔清洗装置。在水流式超声波口腔清洗装置（1）中，清洗液供给装置（2）的清洗液（W1）经由供给口（26）供给至振子箱体（21）内。在振子箱体（21）中，从安装于振子安装部（23）的超声波振子（22）向清洗液（W1）传播超声波（S1）。在振子箱体（21）内，清洗液（W1）的水流在前端部收束后，从流出口（27）输出。水流式超声波口腔清洗装置（1）中，向直径50mm超声波振子（22）供给100W以下的电力，向清洗液（W1）传播频率100kHz以上3MHz以下的超声波（S1）。

Description

水流式超声波口腔清洗装置
技术领域
本发明涉及用超声波清洗口腔内的牙齿表面、牙科用植入物以及口腔粘膜上的微生物、食物残渣等的水流式超声波口腔清洗装置、以及水流式超声波口腔清洗方法。
背景技术
一直以来，在牙科治疗中，利用高水压的喷射水流来清洗口腔内部的口腔内清洗装置已经实用化。采用该口腔内清洗装置时，需要大量清洗液。此外，牙科治疗时，需要从口腔内排出清洗后的清洗液，但是排液量如果增加，需要提高排水装置的处理能力。因此，清洗液以及排液处理的成本等增加。
在牙科治疗中，利用超声波振动来除去牙垢等的超声波洁牙机以及超声波牙刷等口腔清洁装置已经实用化。此外，虽然作为牙科治疗的装置没有公开，但是利用超声波振动来除去异物的超声波异物除去装置已经被提出（例如，参照专利文献1）。在专利文献1的超声波异物除去装置中，来自于超声波振子的超声波振动被传递给焊头，利用焊头的前端部除去异物。该装置设置有供给冲洗异物的清洗液的供给机构、吸引清洗液和异物用的吸引机构。利用该超声波异物除去装置可以进行口腔清洗。
利用上述的超声波洁牙机、超声波牙刷、超声波异物除去装置等清洁装置进行口腔清洗时，能够抑制清洗液的使用量。
现有技术文献
特许文献1:特开平11-318917号公报
发明要解决的课题
不过，在利用超声波振动的现有技术的口腔清洁装置中，将振动部件（芯片、刷毛尖、焊头等）直接抵靠在牙齿上，利用超声波振动来破碎、除去牙垢。使用者要熟练掌握此类口腔清洁装置，需要相当的技能（操作熟练度）。即，如果不将振动部件可靠地抵靠在有牙垢的部位，不能除去牙垢，所以不仅除去牙垢需要花费时间，而且会产生牙垢清除不干净等问题。因此，希望一种与使用者的技能无关而能够有效可靠地进行口腔清洗的清洗装置。
顺便提及，在牙科治疗以外的领域，水流式超声波清洗机已经实用化。该水流式超声波清洗机中，在箱体内具有超声波振子，从超声波振子将超声波传播给被供给到箱体内的清洗液。然后，从排水管嘴输出传播有该超声波的清洗液的水流，从而对半导体基片等被清洗物进行清洗。该水流式超声波清洗机中，利用了较高频率（数MHz左右）的超声波，除去附着于半导体基片等上的细小脏污。但是，该清洗机中所使用的高频超声波指向性尖锐，在放射管嘴的出口附近，超声波在较窄范围内强力收束。因此，如果将不耐热的被清洗物（亚克力板等）置于喷嘴附近（焦点附近），则有时被清洗物会发热溶解。特别是，清洗口腔内部时，牙龈等可能产生低温灼伤。因此，一直以来，在牙科治疗中没有讨论使用水流式超声波清洗机。
专利文献1的超声波异物除去装置中，为了使焊头的前端振动采用了较低频率（30kHz-50kHz）的超声波。将此种低频超声波用于水流式超声波清洗机时，超声波的指向性弱，故超声波的焦点模糊，不能获得用以除去牙垢等的足够的声压。此外，使用低频超声波时，如果加大所使用的超声波振子的直径，虽然能够使超声波某种程度地收束，但是清洗装置大型化。因此，作为牙科治疗用的超声波清洗装置难以实用化。
发明内容
本发明是鉴于上述课题做出的，目的在于提供一种能够有效可靠地清洗口腔内部的水流式超声波口腔清洗装置和水流式超声波口腔清洗方法。
解决课题的技术手段
为解决上述课题，方案1的发明的主旨是一种水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，边以水流注入传播有超声波的清洗液边对口腔内部进行超声波清洗，包括：向上述清洗液传播超声波的超声波振子；箱体，该箱体具有：设于一端侧用于安装上述超声波振子的振子安装部、向上述超声波振子的振动面供给清洗液的供给口、设于随着朝向与上述振子安装部相对的另一端侧而前端渐细的形状的前端部并将上述清洗液作为水流输出的流出口；连接在上述箱体的供给口上并向上述箱体内供给清洗液的清洗液供给机构；将对上述口腔内部进行了超声波清洗的使用后的清洗液排出的清洗液排出机构，驱动上述超声波振子的振荡频率为100kHz以上3MHz以下，上述超声波振子的直径为50mm以下，对上述超声波振子的供给电力为100W以下。
根据方案1，来自于清洗液供给机构的清洗液经由供给口供给至箱体内，利用安装在箱体内的振子安装部上的超声波振子将超声波传播给清洗液。箱体的前端部朝向流出口形成前端渐细的形状，在箱体内，传播有超声波的清洗液在前端部水流被收束后，从流出口输出到口腔内。用于本发明的超声波振子的振荡频率（超声波频率）为100kHz以上3MHz以下，超声波振子的直径为50mm以下。此时，超声波在流出口附近以与牙齿等处置部的尺寸相对应的宽度适度收束。此外，对超声波振子的供给电力为100W以下,故避免了牙龈等因强声压的超声波作用而产生低温灼伤的问题。因此，通过使水流接触口腔内的处置部，适度声压的超声波可靠地发生作用，牙垢以及口腔粘膜上的微生物以及食物残渣等被有效地除去。之后，对口腔内部进行了超声波清洗的使用后的清洗液由清洗液排出机构排出。本发明的水流式超声波口腔清洗装置中，超声波振子的直径为50mm以下，能够紧凑地形成装置。因此，能够用手拿着箱体进行操作，变得容易操作。这样，如果采用本发明的水流式超声波口腔清洗装置，能够有效可靠地进行口腔清洗而与使用者的技能无关。
方案2的主旨是一种水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，边以水流注入传播有超声波的清洗液边对口腔内部进行超声波清洗，包括：向上述清洗液传播超声波的超声波振子；箱体，该箱体具有：设于一端侧用于安装上述超声波振子的振子安装部、向上述超声波振子的振动面供给清洗液的供给口、设于随着朝向与上述振子安装部相对的另一端侧而前端渐细的形状的前端部并将上述清洗液作为水流输出的流出口；连接在上述箱体的供给口上并向上述箱体内供给清洗液的清洗液供给机构；将对上述口腔内部进行了超声波清洗的使用后的清洗液排出的清洗液排出机构，驱动上述超声波振子的振荡频率为100kHz以上，其频率为f（kHz）、上述超声波振子的直径为D（m）、对上述超声波振子的平均供给电力为P(W)时，以演算式ｆ×D×P算出的值为500以下。
根据方案2，与方案1一样，能够使适于口腔清洗的声压的超声波作用于口腔内的处置部，牙垢以及口腔粘膜上的微生物以及食物残渣等被有效地除去。此外，超声波振子的大小受到限制，能够紧凑地形成装置。因此，能够用手拿着箱体进行操作，变得容易操作。这样，也能够有效可靠地进行口腔清洗而与使用者的技能无关。
方案3的主旨是，在方案1或2中，在上述箱体的流出口上设置有可改变上述水流的方向的弯曲管嘴，上述弯曲管嘴相对于上述箱体的中心轴以5°以上90°以下的角度弯曲。
根据方案3，通过在箱体的流出口上设置弯曲管嘴，水流方向相对于箱体的中心轴以5°以上90°以下的角度改变。这样，也能够可靠地使水流接触门牙的后侧、槽牙、牙缝等部分。
方案4的主旨是在方案3中，上述弯曲管嘴弯曲成向与管嘴前端的开口方向相反侧的方向暂时弯曲并在其前端侧折回，在上述弯曲管嘴内的弯曲部分上设有用于将上述超声波向上述开口方向反射的反射板。
根据方案4，通过将弯曲管嘴弯曲，水流方向能够相对于箱体的中心轴以以5°以上90°以下的角度改变。这样，也能够使水流在口腔内可靠地作用于门牙的后侧、槽牙、牙缝等部分。此外，通过设于弯曲部分上的反射板，能够可靠地向管嘴前端引导超声波，能够使超声波可靠地作用于门牙的后侧、槽牙、牙缝等部分。
方案5的主旨是，在方案4中，上述弯曲管嘴的上述管嘴前端配置在上述箱体的中心轴上。
根据方案5，由于管嘴前端配置于箱体的中心轴上，所以能够容易地将管嘴前端配置于与口腔内的处置部相对应的位置上，能够有效可靠地进行口腔清洗。
方案6的主旨是，在方案3-5任一项中，上述弯曲管嘴形成为上述管嘴前端的开口径大于上述超声波的波长。
根据方案6，由于管嘴前端的开口径（管嘴直径）形成为大于超声波的波长，所以超声波在管嘴前端的反射减少。因此，超声波没有衰减地被传播给水流，能够使超声波可靠地作用于口腔内的处置部。
方案7的主旨是，在方案1-6任一项中，上述清洗液排出机构具有扩展为扇形的吸入口。
根据方案7，由于清洗液排出机构的吸入口扩展为扇形，故能够可靠地对接触口腔内的处置部而落到下方的使用后的清洗液进行吸引并排出。
方案8的主旨是，在方案1-7任一项中，具有设于上述箱体内并用于向上述水流传播光的发光机构。
根据方案8，由发光机构传播给水流的光从流出口与水流一起被输出。这样，能够用光示出水流的清洗点，能够可靠地进行口腔清洗。
方案9的主旨是，在方案1-7任一项中，在上述箱体上，于形成为随着朝向上述流出口侧而前端渐细的外壁部的至少两处设置有发光机构，利用该各发光机构发出的光的交叉位置示出清洗点。
根据方案9，虽然从超声波振子照射的超声波的声压与距超声波振子的距离相对应地产生变化，但是能够以光的交叉位置示出适于口腔清洗的声压的清洗点。因此，通过使以该交叉位置示出的清洗点对准口腔内的处置部，能够有效可靠地进行口腔清洗。
方案10的主旨是，在方案8或9中，上述发光机构中的至少一个输出具有465nm波长的光。
根据方案10，从发光机构向口腔内照射具有465nm波长的光。其中，较多地含有引起牙周疾病的革兰氏阴性菌的牙石（牙垢）相对于465nm的光有红色反射光。通过该红色反射光的有无，能够以目视确认牙石的脱落程度。
方案11的主旨是,在方案1-10任一项中，还包括使碳酸气在上述清洗液供给机构的清洗液中鼓泡的鼓泡机构。
根据方案11，清洗液中所含有的空气被置换为碳酸气，所以能够抑制超声波照射所引起的声化学反应。
方案12的主旨是，在方案1-11任一项中，上述清洗液排出机构具有可与牙科治疗机上所设置的真空装置、电动泵式吸引管、或者住院病床上所设置的吸引用配管连接的接头部。
根据方案12，由于能够利用设于牙科治疗机或者住院病床上的现有设备来排出清洗口腔后的清洗液，故能够将装置成本抑制在低水平。
方案13的主旨是一种水流式超声波口腔清洗方法，其特征在于，边以水流注入传播有超声波的清洗液边对口腔内部进行超声波清洗，包括下述步骤：向直径50mm以下的超声波振子供给100W以下的电力，向清洗液传播频率100kHz以上3MHz以下的超声波；将传播有上述超声波的清洗液作为水流向上述口腔内输出，并且使上述水流接触处置部并作用超声波。
根据方案13，从超声波振子输出的超声波以与处置部的尺寸相对应的宽度适度收束，牙垢及口腔粘膜上的微生物以及食物残渣等被有效地除去。这样，能够有效可靠地进行口腔清洗而与使用者的技能无关。
方案14的主旨是一种水流式超声波口腔清洗方法，其特征在于，边以水流注入传播有超声波的清洗液边对口腔内部进行超声波清洗，包括下述步骤：驱动超声波振子的振荡频率为100kHz以上，其频率为f（kHz）、上述超声波振子的直径为D（m）、对上述超声波振子的平均供给电力为P(W)时，以演算式ｆ×D×P算出的值设定为500以下，利用上述超声波振子向清洗液传播上述超声波；将传播有上述超声波的清洗液作为水流向上述口腔内输出，使上述水流接触处置部并作用超声波。
根据方案14，能够使适于口腔清洗的声压的超声波作用于口腔内的处置部，牙垢及口腔粘膜上的微生物以及食物残渣等被有效地除去。这样，也能够有效可靠地进行口腔清洗而与使用者的技能无关。
发明效果
如上所述，根据方案1-14，能够有效可靠地清洗口腔内部。
附图说明
图1是表示一实施方式的水流式超声波口腔清洗装置的大致构成图；
图2是表示清洗机本体和吸引管嘴的立体图；
图3是表示清洗机本体的剖视图；
图4是表示采用了水流式超声波口腔清洗装置的清洗方法的说明图；
图5是表示400kHz的超声波的声压分布的说明图；
图6是表示2.4MHz的超声波的声压分布的说明图；
图7是表示200kHz的超声波的声压分布的说明图；
图8是表示超声波口腔清洗前的靠唇侧的上颚门牙部的照片的说明图；
图9是表示超声波口腔清洗后的靠唇侧的上颚门牙部的照片的说明图；
图10是迷你猪牙龈粘膜组织的组织图像的剖视图；
图11是表示利用超声波口腔清洗除去牙垢的牙垢除去率的图；
图12是表示牙垢附着前的试验片的扫描型电子显微镜（SEM）照片的说明图；
图13是表示牙垢附着后的试验片的扫描型电子显微镜（SEM）照片的说明图；
图14是表示超声波口腔清洗后的试验片的扫描型电子显微镜（SEM）照片的说明图；
图15是表示其他实施方式的弯曲管嘴的剖视图；
图16是表示其他实施方式的清洗机本体及吸引管嘴的立体图；
图17是表示其他实施方式的清洗机本体的剖视图；
图18是表示其他实施方式的清洗机本体的剖视图；
图19是表示其他实施方式的清洗机本体的剖视图；
图20是表示其他实施方式的清洗机本体的剖视图；
图21是表示其他实施方式的清洗机本体的剖视图；
图22是表示其他实施方式的清洗液供给装置的大致构成图；
图23是表示其他实施方式的清洗机本体的立体图；
具体实施方式
下面基于附图详细说明将本发明具体化为水流式超声波口腔清洗装置的一个实施方式。
图1是表示本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1的大致构成图。如图1所示，水流式超声波口腔清洗装置1包括清洗液供给装置2（清洗液供给机构）、流量控制器3、清洗机本体4、超声波控制装置5和吸引排水装置6。水流式超声波口腔清洗装置1一边将传播有超声波S1的清洗液W1作为水流注入到口腔内一边进行超声波清洗。
清洗液供给装置2包括储存清洗液W1的清洗液箱11、连接在该清洗液箱11上的泵12。清洗液供给装置2通过供给配管13连接到清洗机本体4上，通过驱动泵12来将清洗液箱11内的清洗液W1供给至清洗机本体4
流量控制器3设置于连接清洗液供给装置2和清洗机本体4的供给配管13的中途，具有用于调整清洗液W1的流量的操作旋钮15。流量控制器3根据操作旋钮15的操作量将供给至清洗机本体4的清洗液W1的流量控制在3L-0.1L／分的范围内。
清洗机本体4包括形状为笔型的振子箱体21、安装在振子箱体21内将超声波S1传递给清洗液W1的圆板状的超声波振子22。超声波振子22的直径为例如将400kHz频率的超声波S1输出至清洗液W1中。在振子箱体21中，在作为一端侧（图1中是作为左侧的后端侧）的振子安装部23上设有超声波振子22。此外，在振子箱体21的侧面设有用于向超声波振子22的振动面24供给清洗液W1的供给口26，在该供给口26上连接有供给配管13的端部。而且，振子箱体21形成随着朝向与超声波振子相对的另一端侧（图1中是作为右侧的前端侧）而前端渐细的形状，在其前端部设有将清洗液W1作为水流输出的流出口27。
本实施方式中，振子箱体21的外径是可以用手持的尺寸，例如为40mm左右。振子箱体21的后端部的内径与超声波振子22的尺寸一致为30mm。此外，振子箱体21中，前端部的流出口27的口径为例如5mm左右，从超声波振子22的振动面24到流出口27的距离为例如50mm左右。而且，本实施方式的清洗机本体4中，在振子箱体21的流出口27上设有可改变水流的方向的弯曲管嘴28。该弯曲管嘴28弯曲成使得水流的方向朝向吸引管嘴30（清洗液排出机构）侧。具体而言，如图3所示，弯曲成相对于振子箱体21的中心轴O1，管嘴前端部的角度θ1为5°-90°。此外，弯曲管嘴28的管嘴前端的开口径（管嘴径）为4mm，形成为大于超声波的波长。本实施方式中，由于超声波的频率为400kHz，清洗液W1的声速1500m/s，所以超声波的波长为3.75mm（＝1500m/s÷400kHz）。
本实施方式中，振子箱体21的流出口27和弯曲管嘴28的截面形状为圆形。此外，弯曲管嘴28的角度θ1既可以为固定值也可以构成为可自由调整。具体而言，例如可以用蛇纹管来构成管嘴28，调整管嘴28的角度θ1。此外，也可以构成为以振子箱体21的中心轴O1为基准使管嘴28的弯曲方向可转动。而且，也可以根据作为处置部的槽牙、门牙、牙缝等清洗位置来适当改变弯曲管嘴28的长度。例如，清洗门牙时，可以采用2cm左右长度的管嘴，清洗槽牙时，可以采用5cm左右长度的管嘴。
本实施方式中，振子箱体21和弯曲管嘴28由不锈钢等金属材料形成。另外，除了金属以外，也可以用玻璃、陶瓷、树脂等来形成振子箱体21和弯曲管嘴28。
如图1所示，超声波控制装置5具有振荡回路31和脚踏开关32。脚踏开关32是用使用者的脚来操作的操作部件，设置有控制超声波S1的ON/OFF的输出开关33、切换超声波的输出模式（连续模式、点放模式）的模式切换开关34、35等。
脚踏开关32将与各开关33-35的操作状况相对应的开关信号输出给振荡回路31。振荡回路31经由配线绳36与清洗机本体4的超声波振子22电连接，并将与脚踏开关32的开关信号相对应的驱动信号输出给超声波振子22。其中，在超声波S1的输出模式被选择为连续模式时，超声波振子22被连续驱动，在输出模式被选择为点放模式时，超声波振子22被间歇驱动。本实施方式中，从超声波控制装置5的振荡回路31供给至超声波振子22的平均供给电力约为12W。此外，振荡回路31的振荡频率为400kHz。
吸引管嘴30包括如银杏叶那样扩展为扇形的吸入口37、连接在吸入口37上的吸引配管38和设于吸引配管38的基端的接头部39，该吸引管嘴通过接头部39与吸引排水装置6连接。如图2所示，本实施方式的吸引管嘴30固定在把持柄41上，该把持柄41突出设置在振子箱体21的外周面上。而且，吸引管嘴30的吸入口37具有扇形底面部37a和形成于其两侧的引导部37b，在处置部42（例如牙）的下侧接收对口腔内部进行了超声波清洗的使用后的清洗液W1并排出（参照图4）。另外，作为处置部42，除了牙齿表面以及牙根以外，还可以是牙科用植入物等。
如图1所示，吸引排水装置6具有回收清洗液W1的回收容器45和连接在回收容器45上的泵46。吸引排水装置6中，通过驱动泵46，利用吸引管嘴30吸引清洗液W1，并且将所吸引的清洗液W1回收至回收容器45内。
本实施方式中，采用例如家庭用电源（省略图示）作为水流式超声波口腔清洗装置1的电源。另外，也可以将水流式超声波口腔清洗装置1的电源改为电池电源，在即使没有家庭用电源的地方也可以使用水流式超声波口腔清洗装置1。
接着，对采用本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1进行口腔内部清洗的方法进行说明。
使用者（具体而言为牙医）单手拿着清洗机本体4并移动清洗机本体4，将弯曲管嘴28的前端朝向患者的口腔内的处置部42地配置，并且将吸引管嘴30的扇形吸入口37配置于处置部42的下方。即，将处置部42的牙齿夹在弯曲管嘴28和吸引管嘴30之间（参照图4）。此外，使用者操作脚踏开关32的模式切换开关34、35来选择超声波S1的输出模式。进而，使用者操作流量控制器3的操作旋钮15将清洗液W1的流量设定为例如0.9L/分。之后，使用者打开清洗液供给装置2和吸引排水装置6的电源开关（省略图示）驱动各泵12、46，并且打开脚踏开关32的输出开关33驱动振荡回路31。
其结果，清洗液W1从清洗液供给装置2供给至清洗机本体4，并且在清洗机本体4的振子箱体21内，400kHz的超声波S1从超声波振子22传播给清洗液W1。振子箱体21的前端部朝向流出口27形成前端渐细的形状，传播有超声波S1的清洗液W1在前端部进行水流収束之后，经由流出口27和弯曲管嘴28与口腔内的处置部42接触。此时，在清洗液W1中传播的超声波S1作用于处置部42而除去处置部42的脏污（粘膜状的牙垢、口腔粘膜上的微生物以及食物残渣等）。然后，使用者用吸引管嘴30吸引清洗后的清洗液W1，并作为清洗废液排放到吸引排水装置6的回收容器45内。
这样，将患者的口腔内部进行超声波清洗之后，关闭脚踏开关32的输出开关33以及未图示的电源开关等，使各装置2、5、6停止，结束超声波清洗处理。
本发明者人利用模拟确认了从超声波振子22输出的400kHz的超声波S1的声压。其结果示于图5。此外，图6中示出了输出2.4MHz的超声波S1时的模拟结果，图7中示出了输出200kHz的超声波S1时的模拟结果。
如图5所示，在本实施方式的情况下，在距超声波振子22为50mm（振子箱体21的流出口27附近）-100mm（管嘴28的前端附近）的距离处，能看到声压强的区域。此外，与图6所示的高频（2.4MHz）的情况相比，在超声波振子22的径向上有比较平缓的扩展，确认到没有发生强的收束。在实施方式中，虽然采用了直径为的超声波振子22，但是实际输出超声波S1的有效直径为另外，图6所示的2.4MHz的情况下，采用了实际有效直径为的超声波振子22，在图7所示的200kHz的情况下，采用了实际有效直径的超声波振子22，在50mm附近超声波S1聚焦。
如图5-图7所示，在高频下产生强的收束，频率越低收束越平缓，但是频率越低，因超声波S1收束而声压变强的收束区域（作为振子22的轴向的Z向区域）越短。如果要取大的Ｚ向的收束区域，需要增加超声波振子22的直径。基于这些模拟结果，考虑到不让超声波S1过于强地收束来获得清洗效果、超声波振子22的直径小、Ｚ向的收束区域长这样三点，将超声波振子22的振荡频率（超声波S1的频率）取为100kHz以上3MHz以下。这样，能够有效地进行口腔清洗。
特别是，在可靠地清洗牙缝之间的细小的脏污时，优选地使用高频超声波S1。此时，与频率相对应地减小供给至超声波振子22的平均供给电力，并且将振子直径设定得小。具体而言，构成为使得在超声波振子22的振荡频率为ｆ（kHz）、超声波振子22的直径为D（m）、供给超声波振子22的平均供给电力为P（W）时，利用f×D×P的演算式所算出的演算值为500以下。
顺便提及，在用于半导体基片清洗的已经产品化的现有技术的水流式超声波清洗机中有下述商品A、B、C。具体而言,商品A中，频率ｆ为400kHz、振子直径D为0.04m、供给电力P为100W。商品B中，频率f为1MHz、振子直径D为0.020m、供给电力P为60W。商品C中，频率f为3MHz、振子直径D为0.015m、供给电力P为40W。
在这些商品A-C中，利用频率f（kHz）×振子直径D（m）×平均供给电力P（W）所演算的演算值，商品A为1600，商品B为1200，商品C为1800，均超过了500。与之相对，通过与频率相对应地减小振子直径D，并降低平均供给电力P，使得演算值为500以下，从而能够使适于口腔清洗的声压的超声波S1作用于口腔内的处置部42，能够有效地除去牙垢以及口腔粘膜上的微生物以及食物残渣等。
本发明人确认了利用本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1来除去靠唇侧的上颚门牙部的牙石时的清洗效果。其中，首先将附着于靠唇侧的上颚门牙部100的牙石用牙石染色液进行染色（参照图8）。另外，为方便起见，图8中用黑白照片示出了上颚门牙部100的牙石，但是实际的彩色照片中牙石附着部位被染成红色。然后保持水流式超声波口腔清洗装置1的弯曲管嘴28的前端距牙面的距离为约20mm，使传播有超声波S1的清洗液W1的水流从弯曲管嘴28作用于牙石附着部位60秒。其结果示于图9。如图9所示，确认到了在口腔清洗后的上颚门牙部100处，被染色的牙石已从表面除去。
此外，用以下方法确认了水流式超声波口腔清洗装置1对组织造成的损伤性。具体而言,以迷你猪的牙龈粘膜为对象，以从弯曲管嘴28的前端到牙龈粘膜离开约20mm的状态进行清洗处置，使传播有超声波S1的清洗液W1的水流从弯曲管嘴28作用于牙龈粘膜3分钟。图10中示出了该清洗处理后经过了24小时的状态下的组织图像101。如图10所示，没有观察到上皮中的中性粒细胞的浸润以及固有膜中单核细胞浸润，也没有观察到水肿等急性炎症反应。由此能够判断水流式超声波口腔清洗装置1对牙龈组织没有不良作用。
而且，本发明人还确认了水流式超声波口腔清洗装置1对牙科用植入物（钛制镜面加工以及粗加工表面）的清洗效果。具体而言,首先，准备与牙科用植入物具有相同表面性状的试验片（镜面加工的试验片和粗加工表面的试验片）。然后，将试验片固定在可拆装的假牙模具装置上，在被实验者的口腔内保持3天而在表面上形成牙垢（菌膜）。之后，将试验片取出到口腔外，通过本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1清洗3分钟。此时，供给至超声波振子22的供给电力为12W、水流量为0.3L/分。此外，其中,先用牙石染色液将清洗前的试验片表面上的牙垢进行染色，用数字显微镜观察清洗前和清洗后的牙垢的附着状态，从而算出牙垢除去率。
其中，关于附着于试验片的表面上的牙垢的破碎/除去后的状态，通过采用了全对焦图像（省略图示）的三维显示来测量试验片的表面形状。其结果，确认到附着于试验片上的大约10μm厚度的牙垢被剥离，露出了金属表面。此外，观察到牙垢除去率在镜面加工和粗加工表面的两个试验片上均达到80%以上（参照图11）。
而且，用扫描型电子显微镜（SEM）确认了细菌的去污程度。其中，采用图12的SEM照片所示的粗加工表面的试验片103作为植入物试验片。如图12所示，在未附着有牙石的牙石非污染表面上观察粗表面的凹凸。另一方面，如图13所示，在附着有牙石的试验片103上，观察到了细菌斑/菌膜覆盖了整个试验片103。利用水流式超声波口腔清洗装置1对该牙石附着试验片103进行水流清洗（超声波照射）。其结果，如图14所示，在试验片103的表面上没有观察到细菌斑/菌膜，观察到了试验片103的粗表面上的凹凸。这样，确认到了利用本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1进行口腔清洗时，对除去牙科用植入物的牙垢也是有效的。
因此，根据本实施方式能够获得以下效果。
（1）在本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，超声波振子22的振荡频率f为400kHz，超声波振子22的直径D为30mm。这样，超声波S1在振子箱体21的流出口27附近以与处置部42的尺寸相对应的宽度适度收束。此外，对超声波振子22的供给电力P为12W，比现有产品小。因此，避免了牙龈等因强的超声波S1的作用产生低温灼伤的问题。因此，通过使水流接触口腔内的处置部42，使得适度声压的超声波S1可靠地作用，有效地除去牙垢以及口腔粘膜上的微生物及食物残渣等。这样，如果使用水流式超声波口腔清洗装置1，能够与使用者的技能无关地有效可靠地进行口腔清洗。
（2）本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，超声波振子22的振荡频率为100kHz以上、其频率为f（kHz）、超声波振子22的直径为D（m）、对超声波振子22的平均供给电力为P（W）时，优选地构成为通过演算式f×D×P算出的演算值为500以下。特别是振荡频率ｆ为200kHz-500kHz时，演算值进一步优选为200以下。具体而言，例如超声波振子22的振荡频率f为400kHz、振子直径D为0.03ｍ、平均供给电力P为12W时，演算值为144。这样，能够使适于口腔清洗的声压的超声波S1作用于口腔内的处置部42，能够有效地除去牙垢以及口腔粘膜上的微生物及食物残渣等。
（3）本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，超声波振子22的直径D为30mm，能够紧凑地形成清洗机本体4。此外，清洗机本体4为笔型，因而可单手拿着清洗机本体4进行操作，容易使用。具体而言，可以一只手拿着清洗机本体4，另一只手拿着镜子，用镜子一边确认处置部42的位置一边可靠地进行口腔清洗。
（4）本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，通过在振子箱体21的流出口27设置弯曲管嘴28，水流方向相对于振子箱体21的中心轴O1以5°以上90°以下的角度θ1改变。这样，也能够使水流在口腔内可靠地接触门牙的后侧、槽牙、牙缝等部分。
（5）本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，弯曲管嘴28的前端开口径（管嘴径）形成为大于超声波S1的波长。其中，如果开口径小于超声波S1的波长，则超声波因反射而不从出口出来。乘着水流的超声波会大幅度衰减。另外，超声波的反射是指超声波从管嘴前端侧向超声波振子22返回，管嘴角度θ1越大反射越大。与之相对，本实施方式中，管嘴前端的开口径形成为大于超声波的波长，故超声波在管嘴前端的反射减少。因此，超声波没有衰减地被可靠地传播给水流，故能够使超声波S1可靠地作用于口腔内的处置部42。
（6）本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，吸引管嘴30由于具有扩展为扇形的吸入口37，所以能够可靠地吸引并排出与口腔内的处置部42接触并落到下方的使用后的清洗液W1。
（7）本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，由于具有调整清洗液W1的水流的流量的流量控制器3，所以能够调整为适于清洗处置部42的流量。此外，超声波控制装置5中，通过用脚操作脚踏开关32，能够将超声波S1的输出模式切换为连续模式和点放模式，而且能够对超声波S1的输出进行ON/OFF控制。这样，使用者能够利用脚来适当地调整作用于处置部42的超声波S1，并能够可靠地进行口腔清洗。
（8）本实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1由于能够抑制清洗液W1的流量，所以在医疗实际现场非常容易使用。此外，即使用水做清洗液W1也能获得充分的清洗效果。此时，不需要使用清洗剂等药剂，是环保的产品。
另外，本发明还可以做如下变更。
·上述实施方式中，虽然设置于清洗机本体4的流出口27的弯曲管嘴28是向同一方向（图3中下侧方向）弯曲的管嘴，但是并不限于此。也可以是弯曲成图15的弯曲管嘴28A那样的管嘴，即，向与管嘴前端的开口方向相反的方向（图15中的上侧方向）暂时弯曲，并在其前端侧折回。在该弯曲管嘴28A中，管嘴前端部的角度θ1同样地相对于振子箱体21的中心轴O1为5°-90°。此外，在弯曲管嘴28A内的弯曲部分上设有将超声波S1向管嘴的开口方向反射的反射板29。而且，弯曲管嘴28A的前端配置在振子箱体的中心轴O1上。采用这样的弯曲管嘴28A也能够在口腔内容易地将管嘴前端配置于门牙的后侧、槽牙、牙缝等部分，能够可靠地接触水流。另外，通过设于弯曲部分上的反射板能够可靠地将超声波引导至管嘴前端，能够使超声波可靠地作用于门牙的后侧、槽牙、牙缝等部分。
·上述实施方式中，虽然在清洗机本体4的流出口27上设置了改变水流方向的弯曲管嘴28、28A，但是也可以构成为利用未设置弯曲管嘴28、28A的清洗机本体4，从流出口27直接输出清洗液W1。
·上述实施方式中，作为清洗液排出机构的吸引管嘴30虽然具有扇形吸入口37，但是并不限于此。也可以如图16所示，采用形成为管状的吸引管嘴50。图16的吸引管嘴50的吸入口51在清洗机本体4的流出口27附近朝向清洗液W1的水流所接触的清洗点开口。通过采用该吸引管嘴50，能够快速地将超声波清洗时存留在口腔内的使用后的清洗液W1排出。
·如图17、图18、及图19所示，也可以构成为用光示出清洗机本体4的清洗点。具体而言，在图17的清洗机本体4中，于振子箱体21中，在与清洗液W1的供给口26相对的位置上设有LED53（发光机构），从LED53向振子箱体21的内侧发出光L1。此时，光L1传播至在振子箱体21内流动的清洗液W1中，光L1与水流一起从设于箱体前端部的流出口27被输出。利用该光L1的照射方向示出了水流所接触的清洗点。因此，能够可靠地使水流接触需要超声波清洗的处置部42，能够有效迅速地进行口腔清洗。
此外，也可以构成为，如图18所示，采用圆环状（面包圈状）的超声波振子22A，在超声波振子22A的中心位置上设置LED53，从LED53向流出口27发出光L1。另外，在LED53与超声波振子22A的间隙夹装有橡胶等防振部件54，使得超声波振动不会传递给LED53。如果这样在超声波振子22A的中心部设置LED53，与图17所示那样在振子箱体21的侧面设置LED53的情况相比，能够照射强的光L1，能够可靠地示出清洗点
而且，也可以构成为，如图19所示，在振子箱体21中，在形成为随着朝向流出口27侧而前端渐细的外壁部21a的两个地方设置LED53，以各LED53发出的光L1的交叉位置示出清洗点。其中，虽然水流中的超声波S1的声压根据距超声波振子22的距离而不同，但是能够利用LED53的光L1正确地示出该超声波S1的声压增强的最佳的清洗点。
此外，作为LED53，较优选地采用发出465nm波长的光L1的蓝色LED。具体而言，人们认为牙垢（牙石）中容易引起牙周疾病的是较多地含有革兰氏阴性菌的牙石，并且溶解红血球从血红蛋白生成血红素的菌多的时候。该牙石有相对于465nm波长的光L1返回红色微弱光的特性。因此，如果戴上能滤掉465nm的光L1的太阳镜进行上述的口腔清洗，则能够目视确认牙石的脱落情况。
·也可以如图20所示的清洗机本体4那样，在振子箱体21内设置划分为传播介质保持层55和供给层56的双层构造的介质保持部件57，其中传播介质保持层55将超声波传播介质W2（具体而言为水）保持于超声波振子22的振动面24，供给层56被供给清洗液W1的流体。另外，作为隔开各层55、56的介质保持部件57，采用不锈钢制薄膜及聚乙烯制薄膜等薄膜。此时，在停止清洗処理时，即使从供给层56排出了清洗液W1时，超声波传播介质W2也被可靠地保持于超声波振子22的振动面24。因此，防止了超声波S1的空烧，能够避免因空烧而导致超声波振子22发生故障的问题。
此外，也可以构成为如图21所示的清洗机本体4那样，利用介质保持部件57将振子箱体21内部划分为双层构造，并且向传播介质保持层55供给冷却水Ｗ3。另外，介质保持部件57以相对于超声波振子22的振动面24稍微倾斜的状态设置，而充分确保传播介质保持层55中的冷却水Ｗ3的容量。如果这样，除了能够防止超声波S1的空烧，还能够冷却超声波振子22，所以能够可靠地防止超声波振子22的故障。
·也可以如图22所示，在清洗液供给装置2中进一步设置在清洗液W1中进行碳酸气（CO2）鼓泡的鼓泡装置60。这样，如果在清洗液W1中进行碳酸气鼓泡，则清洗液W1中的空气释放出去并被置换成碳酸气。此时，能够抑制清洗液W1中因照射超声波S1而生成的OH自由基（羟自由基）。一般，如果向清洗液W1照射强的超声波S1，会产生空穴效应，在其压缩、衰变过程中生成高温反应场。该空穴效应的温度因溶解的气体的种类的不同而不同，象二氧化碳气那样的三原子气体低于单原子、双原子气体。这样，通过在清洗液W1中含有碳酸气，使得OH自由基难以生成，抑制了OH自由基所导致的分解反应（化学反应）。另外，除了碳酸气外，还可以使用笑气（N2O）那样的三原子气体来抑制OH自由基的生成。
·上述实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中采用了笔型清洗机本体4，但是并不限于此，也可以采用图23所示的那样的活塞型清洗机本体4A。图23的清洗机本体4A在振子箱体21的后端部连结有把持部61，在该把持部61的前表面上突出设置有用于调整水流输出（出水止水）的触发开关62。此外，在把持部61的上端面设有用于调整水流的流量或者流出口27的口径等的调整刻度盘63。如果采用该清洗机本体4A，则能够容易地以单手调整水流的输出以及流量等，能够迅速可靠地进行口腔清洗。
·上述实施方式中，振子箱体21的流出口27的断面形状为圆形，但是也可以将该形状变为椭圆形。此时，可以进行线形清洗而非一点。此外，虽然超声波振子22为圆板状，但是也可以是椭圆形。此时，将超声波振子22的最大径（长径）设定为50mm以下。而且，超声波振子22也可以采用矩形振子。此时，振子箱体21的流出口27与超声波振子22的形状相配合地变成狭缝状。另外，优选的是，狭缝具有口腔宽度左右的长度。这样，能够将清洗机本体4的清洗范围扩展为线状，能够迅速地进行口腔清洗。采用这样的线型清洗机本体4时，用超声波的频率f（kHz）×超声波振子22的面积S（m2）×平均供给电力P（W）算出的演算值优选地设定为100以下。这样，能够将适于口腔清洗的声压的超声波S1作用于口腔内的处置部42，牙垢及口腔粘膜上的微生物以及食物残渣等被有效地除去。
·上述实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，虽然具有专门的吸引排水装置6，但是并不限于此。例如，牙科治疗机上设置有真空装置及电动泵式吸引管。可以在该真空装置及电动泵式吸引管上连接吸引管嘴30的接头部39，构成水流式超声波口腔清洗装置。此外，在医院的住院病床上设置有吸引用配管的装置已经实用化。可以在该吸引用配管上连接吸引管嘴30的接头部39构成水流式超声波口腔清洗装置。这样，通过利用现有的设备来构成水流式超声波口腔清洗装置，能够降低装置成本。
·在上述实施方式的水流式超声波口腔清洗装置1中，也可以于超声波控制装置5上设置以声或者光来通知超声波振子22的振荡（超声波S1的输出）的通知机构（例如，蜂鸣器或者灯）。这样，能够在临床现场有效地使用水流式超声波口腔清洗装置1。
接着，除了权利要求书所记载的技术思想外，下面列举由上述实施方式所把握的技术思想。
（1）方案1-12任一项的水流式超声波口腔清洗装置的特征在于，具有可调整上述水流的流量或者上述流出口的口径的调整机构。
（2）方案1-12任一项的水流式超声波口腔清洗装置的特征在于，上述清洗液排出机构包括吸引管嘴，该吸引管嘴具有在上述流出口附近朝向上述水流所作用的清洗点开口的吸入口。
（3）方案8的水流式超声波口腔清洗装置的特征在于，上述发光机构是设于上述超声波振子的中心位置、并向上述流出口侧发光的LED。
（4）方案8的水流式超声波口腔清洗装置的特征在于，上述发光机构是设于与上述供给口相对的位置、并向上述箱体的内侧发光的LED。
（5）方案1-12任一项的水流式超声波口腔清洗装置的特征在于，包括连结于上述箱体的后端部的把持部和设置成从该把持部突出并用于控制上述水流的输出的开关。
（6）一种水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，是边以线状水流注入传播有超声波的清洗液边对口腔内部进行超声波清洗的水流式超声波口腔清洗装置，包括：向上述上述清洗液传播超声波的超声波振子；具有下述部分的箱体，设于一端侧用于安装上述超声波振子的振子安装部、向上述超声波振子的振动面供给清洗液的供给口、设于随着朝向与上述振子安装部相对的另一端侧而前端渐细的形状的前端部并将上述清洗液作为水流输出的流出口；连接在上述箱体的供给口上并向上述箱体内部供给清洗液的清洗液供给机构；将对上述口腔内部进行了超声波清洗的使用后的清洗液排出的清洗液排出机构，驱动上述超声波振子的振荡频率为f（kHz）、超声波振子的面积为S（m2）、对上述超声波振子的平均供给电力为P（W）时，用f×S×P的演算式算出的值为100以下。
附图标记说明
1…水流式超声波口腔清洗装置；2…作为清洗液供给机构的清洗液供给装置；21…振子箱体；21a…外壁部；22…超声波振子；23…振子安装部；24…振动面；26…供给口；27…流出口；28、28A…弯曲管嘴；29…反射板；30…作为清洗液排出机构的吸引管嘴；37…吸入口；53…作为发光机构的LED；60…作为鼓泡机构的鼓泡装置；L1…光；O1…中心轴；S1…超声波;W1…清洗液;θ1…角度。

Claims (10)

1.一种水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，边以水流注入传播有超声波的清洗液边对口腔内部进行超声波清洗，
包括：
向上述清洗液传播超声波的超声波振子；
箱体，该箱体具有：设于一端侧用于安装上述超声波振子的振子安装部、向上述超声波振子的振动面供给清洗液的供给口、设于随着朝向与上述振子安装部相对的另一端侧而前端渐细的形状的前端部并将上述清洗液作为水流输出的流出口；
连接在上述箱体的供给口上并向上述箱体内供给清洗液的清洗液供给机构；
将对上述口腔内部进行了超声波清洗的使用后的清洗液排出的清洗液排出机构，
驱动上述超声波振子的振荡频率为200kHz以上500kHz以下，上述超声波振子的直径为30mm以上50mm以下，对上述超声波振子的供给电力为100W以下，并且
在上述箱体的流出口上设置有可改变上述水流的方向的弯曲管嘴，上述弯曲管嘴弯曲成向与管嘴前端的开口方向相反侧的方向暂时弯曲并在其前端侧折回，上述弯曲管嘴的前端侧相对于上述箱体的中心轴以5°以上90°以下的角度弯曲，在上述弯曲管嘴内的弯曲部分上设有用于将上述超声波向上述开口方向反射的反射板。
2.一种水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，边以水流注入传播有超声波的清洗液边对口腔内部进行超声波清洗，
包括：
向上述清洗液传播超声波的超声波振子；
箱体，该箱体具有：设于一端侧用于安装上述超声波振子的振子安装部、向上述超声波振子的振动面供给清洗液的供给口、设于随着朝向与上述振子安装部相对的另一端侧而前端渐细的形状的前端部并将上述清洗液作为水流输出的流出口；
连接在上述箱体的供给口上并向上述箱体内供给清洗液的清洗液供给机构；
将对上述口腔内部进行了超声波清洗的使用后的清洗液排出的清洗液排出机构，
驱动上述超声波振子的振荡频率为200kHz以上500kHz以下，其频率为f(kHz)、上述超声波振子的直径为30mm以上50mm以下作为其直径D(m)、对上述超声波振子的平均供给电力为P(W)时，以演算式f×D×P算出的值为200以下，
在上述箱体的流出口上设置有可改变上述水流的方向的弯曲管嘴，上述弯曲管嘴弯曲成向与管嘴前端的开口方向相反侧的方向暂时弯曲并在其前端侧折回，上述弯曲管嘴的前端侧相对于上述箱体的中心轴以5°以上90°以下的角度弯曲，在上述弯曲管嘴内的弯曲部分上设有用于将上述超声波向上述开口方向反射的反射板。
3.如权利要求1或2所述的水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，上述弯曲管嘴的上述管嘴前端配置在上述箱体的中心轴上。
4.如权利要求1或2所述的水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，上述弯曲管嘴形成为上述管嘴前端的开口径大于上述超声波的波长。
5.如权利要求1或2所述的水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，上述清洗液排出机构具有扩展为扇形的吸入口。
6.如权利要求1或2所述的水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，具有设于上述箱体内并用于向上述水流传播光的发光机构。
7.如权利要求1或2所述的水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，在上述箱体上，于形成为随着朝向上述流出口侧而前端渐细的外壁部的至少两处设置有发光机构，利用该各发光机构发出的光的交叉位置示出清洗点。
8.如权利要求6所述的水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，上述发光机构中的至少一个输出具有465nm波长的光。
9.如权利要求1或2所述的水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，还包括使碳酸气在上述清洗液供给机构的清洗液中鼓泡的鼓泡机构。
10.如权利要求1或2所述的水流式超声波口腔清洗装置，其特征在于，上述清洗液排出机构具有可与牙科治疗机上所设置的真空装置、电动泵式吸引管、或者住院病床上所设置的吸引用配管连接的接头部。
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