JP2023053129A - 口腔洗浄装置およびそのノズルの製造方法 - Google Patents

口腔洗浄装置およびそのノズルの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】高い付加価値を備える口腔洗浄装置およびそのノズルを提供する。【解決手段】口腔洗浄装置は、流入口および流出口41Aを含む流路FPが設けられた流路構成部50を含むノズル40と、流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれるように流入口に洗浄液を供給するポンプとを備える。流路構成部50は、流路FPを構成する第1流路FP1を含む第1構成部51と、第1構成部51の下流側に設けられ、流路FPを狭める縮小部53と、縮小部53の下流側に設けられ、縮小部53側から流出口41A側に向かうにつれて広くなる第2流路FP2を含む第2構成部52とを含み、流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合に流路FPを流れる洗浄液にキャビテーションが発生するように第1構成部51、縮小部53、および、第2構成部52が構成されている。【選択図】図3

Description

本発明は洗浄液により口腔内を洗浄する口腔洗浄装置およびそのノズルに関する。
従来の口腔洗浄装置の一例として、洗浄液が供給される流入口および洗浄液を噴射する流出口を含む流路が設けられた流路構成部を含むノズルと、洗浄液を流入口に供給するポンプとを備える口腔洗浄装置が知られている。なお、特許文献1は従来の口腔洗浄装置の一例を開示している。
特開平10-33571号公報
従来の口腔洗浄装置によれば、口腔内の汚れを除去することに関しては一定の水準に達しているが、付加価値を高める点についてさらに検討の余地がある。
本発明に関する口腔洗浄装置の一形態は、洗浄液が供給される流入口、および、前記洗浄液を噴射する流出口を含む流路が設けられた流路構成部を含むノズルと、前記流出口から噴射される前記洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれるように前記流入口に前記洗浄液を供給するポンプとを備え、前記流路構成部は、前記流路を構成する第1流路を含む第1構成部と、前記第1構成部の下流側に設けられ、前記流路を狭める縮小部と、前記縮小部の下流側に設けられ、前記縮小部側から前記流出口側に向かうにつれて広くなる第2流路を含む第2構成部とを含み、前記流出口から噴射される前記洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合に前記流路を流れる前記洗浄液にキャビテーションが発生するように前記第1構成部、前記縮小部、および、前記第2構成部が構成されている。
本発明に関する口腔洗浄装置およびそのノズルは高い付加価値を備える。
実施の形態の口腔洗浄装置の模式図。 図1のノズルの断面図。 図2のA部の拡大図。 図3の縮小部およびその周辺を示す拡大図。 図1のノズルの製造方法の一例を示す断面図。 第1試験の試験結果を示す図。 第2試験の試験結果を示す図。 第3試験の試験結果を示す図。 第4試験の試験結果を示す図。 変形例のノズルの製造方法の第1例を示す断面図。 変形例のノズルの製造方法の第2例を示す断面図。
(口腔洗浄装置およびそのノズルが取り得る形態の一例)
〔1〕本発明に関する口腔洗浄装置の一形態は、洗浄液が供給される流入口、および、前記洗浄液を噴射する流出口を含む流路が設けられた流路構成部を含むノズルと、前記流出口から噴射される前記洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれるように前記流入口に前記洗浄液を供給するポンプとを備え、前記流路構成部は、前記流路を構成する第1流路を含む第1構成部と、前記第1構成部の下流側に設けられ、前記流路を狭める縮小部と、前記縮小部の下流側に設けられ、前記縮小部側から前記流出口側に向かうにつれて広くなる第2流路を含む第2構成部とを含み、前記流出口から噴射される前記洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合に前記流路を流れる前記洗浄液にキャビテーションが発生するように前記第1構成部、前記縮小部、および、前記第2構成部が構成されている。
ノズルから洗浄液を噴射する口腔洗浄装置は、除去しにくい歯の汚れを除去することができる。歯の汚れは主に食物残渣である。従来の口腔洗浄装置によれば、食物残渣を適切に除去できるが、歯垢のような歯にこびり付いた頑固な汚れの除去については効果が得られにくい。このような問題を解決するため、例えば特開昭62-213752(以下「先行文献1」という)は、ノズル内でキャビテーションを発生させ、キャビテーションにより発生した気泡(以下「キャビテーション気泡」という)を含む洗浄液をノズルから噴射する技術を提案している。キャビテーション気泡を含む洗浄液が口腔内に噴射された場合、キャビテーション気泡の破裂にともなう衝撃により歯垢のような頑固な汚れも容易に除去される。特表2015-503382号公報(以下「先行文献2」という)では、キャビテーションを発生させる構造を含むノズルの寸法を開示している。
キャビテーション気泡を含む洗浄液をノズルから噴射することにより頑固な汚れを除去するという点に関しては口腔洗浄装置の洗浄能力が高められるが、口腔洗浄装置が口腔に及ぼす影響をより広い視点で捉えた場合、食物残渣を適切に除去すること、および、口腔内に洗浄液が噴射された場合にユーザに心地よさを感じさせることも口腔洗浄装置において大事な要素である。ノズルから噴射される洗浄液の流量は食物残渣の除去、および、ユーザに与える感覚に影響を及ぼす。このため、食物残渣を適切に除去する性能、ユーザに心地よさを与える性能、および、頑固な汚れを除去する性能を持つ口腔洗浄装置を実現するためには、キャビテーションを発生させる構造を含むノズルの寸法だけではなく、ノズルから噴射される洗浄液の流量についても検討することが求められる。しかし、先行文献1および2のいずれも、ノズルから噴射される洗浄液の流量に言及していない。また、先行文献2に開示される寸法の一部は、キャビテーションが発生しない数値を含むと考えられる。このように、従来の口腔洗浄装置に関する分野においては、食物残渣を適切に除去する性能、ユーザに心地よさを与える性能、および、頑固な汚れを除去する性能を持つ口腔洗浄装置を実現するという着想がない。
本願発明者はこのような従来の口腔洗浄装置に関する背景を踏まえ、より好ましい性能を有する口腔洗浄装置を検討し、本発明に関する口腔洗浄装置を発明した。本発明に関する口腔洗浄装置は、ノズルの流出口から噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれるようにノズルの流入口に洗浄液を供給するポンプを含む。試験の結果等から、ノズルから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合、口腔内に噴射された洗浄液が食物残渣を適切に除去し、ユーザに心地よい感覚を与えることが確認されている。このため、本発明に関する口腔洗浄装置は、食物残渣を適切に除去する性能、および、ユーザに心地よさを与える性能を備えている。本発明に関する口腔洗浄装置はさらに、ノズルの流出口から噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合に洗浄液にキャビテーションが発生するように構成された第1構成部、縮小部、および、第2構成部を含む。このため、食物残渣を適切に除去し、ユーザに心地よさを与えることが可能な洗浄液に、さらにキャビテーション気泡が含まれる。このように、本発明に関する口腔洗浄装置は、食物残渣を適切に除去する性能、および、ユーザに心地よさを与える性能に加え、頑固な汚れを除去する性能をさらに備えている。これにより、口腔洗浄装置の付加価値が高められる。
〔2〕前記口腔洗浄装置の一例によれば、前記縮小部は前記流路の中心線に沿う前記ノズルの断面において、前記中心線を挟んで対向する第1壁面および第2壁面を含み、前記ノズルの断面において前記中心線に対する前記第1壁面の傾き度合を表す前記第1壁面の接線である第1接線と、前記ノズルの断面において前記中心線に対する前記第2壁面の傾き度合を表す前記第2壁面の接線である第2接線とがなす角度は120~135°の範囲に含まれる。
第1接線と第2接線とがなす角度が120~135°の範囲に含まれる場合、口腔内の汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が洗浄液に含まれることが試験により確認された。
〔3〕前記口腔洗浄装置の一例によれば、前記第2構成部は前記流路の中心線に沿う前記ノズルの断面において、前記中心線を挟んで対向する第3壁面および第4壁面を含み、前記ノズルの断面において前記中心線に対する前記第3壁面の傾き度合を表す前記第3壁面の接線である第3接線と、前記ノズルの断面において前記中心線に対する前記第4壁面の傾き度合を表す前記第4壁面の接線である第4接線とがなす角度は5.5~6.5°の範囲に含まれる。
第3接線と第4接線とがなす角度が5.5~6.5°の範囲に含まれる場合、口腔内の汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が洗浄液に含まれることが試験により確認された。
〔4〕前記口腔洗浄装置の一例によれば、前記流路の中心線に直交する断面における前記縮小部の流路の断面形状は円形であり、前記縮小部における最も前記流出口側の部分である小径部の流路の内径は0.80~0.85mmの範囲に含まれる。
小径部の流路の内径が0.80~0.85mmの範囲に含まれる場合、口腔洗浄装置の洗浄効果が高くなることが試験により確認された。これは、口腔内に供給される洗浄液に含まれるキャビテーション気泡の量が増加していることが関係していると考えられる。
〔5〕前記口腔洗浄装置の一例によれば、前記第2構成部は前記縮小部から前記流出口までの範囲に形成され、前記流路の中心線に沿う方向における前記第2構成部の長さは8.5~10.0mmの範囲に含まれる。
第2構成部の長さが8.5~10.0mmの範囲に含まれる場合、口腔洗浄装置の洗浄効果が高くなることが試験により確認された。これは、口腔内に供給される洗浄液に含まれるキャビテーション気泡の量が増加していることが関係していると考えられる。
〔6〕本発明に関する口腔洗浄装置のノズルの一形態は、上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の口腔洗浄装置のノズルである。
上記口腔洗浄装置のノズルによれば、上記〔1〕~〔5〕の口腔洗浄装置により得られる効果と実質的に同じ効果が得られる。
(実施の形態)
図1に示される口腔洗浄装置1は口腔内の洗浄に用いられ、主として口腔内の歯および歯茎の洗浄に用いられる。口腔洗浄装置1は例えば洗面台(図示略)等の平坦な設置面に設置して使用される。口腔洗浄装置1は商用電源等の外部電源(図示略)から供給される電力により駆動し、口腔内に洗浄液を噴射する。洗浄液の一例は洗浄剤が混ぜられた上水、または、上水である。
口腔洗浄装置1は本体ユニット10、チューブ20、および、洗浄ユニット30を備える。本体ユニット10は装置本体11およびタンク16を含む。タンク16の機能は洗浄液を貯留することである。タンク16は例えば装置本体11に着脱可能に設けられる。装置本体11は口腔洗浄装置1を駆動するための各種の要素を収容している。装置本体11はハウジング12、ポンプ13、モータ14、電源部15、および、操作部(図示略)を含む。ポンプ13、モータ14、および、電源部15はハウジング12内に収容されている。操作部の機能は口腔洗浄装置1の電源のオンおよびオフを切り替えることである。操作部は例えばハウジング12に設けられる。
ポンプ13の機能はタンク16に貯留された洗浄液を吐出することである。ポンプ13の一例はピストンポンプである。装置本体11は上流側流路17Aおよび下流側流路17Bをさらに含む。上流側流路17Aは洗浄液が流れるようにポンプ13の吸入口13Aとタンク16とを連通している。下流側流路17Bは洗浄液が流れるようにポンプ13の吐出口13Bとチューブ20とを連通している。一例では、ポンプ13は上流側流路17Aを流れる洗浄液を吸入口13Aから引き込み、その洗浄液を吐出口13Bから下流側流路17Bに吐出する。下流側流路17Bを流れる洗浄液がチューブ20に供給されるように逆止弁(図示略)が下流側流路17Bに設けられてもよい。モータ14の機能はポンプ13を駆動することである。電源部15の機能はモータ14に電力を供給することである。一例では、装置本体11に設けられた電源コード(図示略)が外部電源と接続されることにより、外部電源の電力が電源部15に供給される。
チューブ20は、ポンプ13により吐出された洗浄液が流路21を介して洗浄ユニット30に供給されるように本体ユニット10と洗浄ユニット30とを接続している。流路21はチューブ20内に設けられる。チューブ20を構成する材料の一例は高い可撓性を有する樹脂材料である。樹脂材料の一例はEVA(Ethylene Vinyl Acetate copolymer)樹脂である。
洗浄ユニット30は例えば本体ユニット10に着脱可能である。洗浄ユニット30はケース31およびノズル40を備える。ケース31を構成する材料の一例はABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂である。チューブ20の流路21を流れる洗浄液はケース31内の流路(図示略)を通過してノズル40に供給される。ケース31はグリップ部32を含む。グリップ部32はユーザが片手でグリップできるように構成されている。ノズル40の機能はポンプ13から供給された洗浄液を噴射することである。ノズル40は例えばケース31に着脱可能に設けられる。
洗浄ユニット30は操作部33をさらに備える。操作部33はグリップ部32に設けられる。操作部33の機能はケース31の流路に設けられた止水弁(図示略)を開放および閉鎖することである。操作部33が操作されることにより止水弁が開放された場合、チューブ20を流れる洗浄液がノズル40の流出口41Aから噴射される。操作部33が操作されることにより止水弁が閉鎖された場合、ノズル40の流出口41Aから洗浄液が噴射されない。
ノズル40は第1部分41および第2部分42を含む。第1部分41は第2部分42よりも流出口41A側に設けられる。第1部分41は例えば第2部分42に対して湾曲している。一例では、第1部分41におけるノズル40の中心線CL(図2参照)と第2部分42におけるノズル40の中心線CLとがなす角度は55°である。ノズル40を構成する材料の一例は樹脂材料である。樹脂材料の一例は、ASA(Acrylonitrile Styrene Acrylate)樹脂、ABS樹脂、または、PC(Poly Carbonate)樹脂である。
図2は流路FPの中心線CLに沿うノズル40の断面を示す。ノズル40は流路構成部50をさらに含む。ノズル40の流路FPは流路構成部50に設けられる。流路FPの中心線CLに直交する断面における流路FPの断面形状の一例は円形である。流路FPの断面形状は例えば流路FPを流れる洗浄液の流れやすさを基準に設定される。円形は流路FPを流れる洗浄液の流れやすさに関して同程度の効果が得られる略円形も含む。略円形は楕円および部分的に微小な凹凸がある円形等を含む。
流路FPは流入口42Aおよび流出口41Aを含む。流入口42Aは例えば第2部分42に設けられ、ポンプ13(図1参照)から洗浄液が供給される。流入口42Aはノズル40がケース31に装着された状態においてケース31内に配置され、ケース31内の流路と繋がる。流入口42Aの内径D1の一例は3.4mmである。流出口41Aは例えば第1部分41に設けられ、流入口42Aから流入した洗浄液を噴射する。
ノズル40の流路FPに沿うノズル40の長さに関する好ましい範囲の一例は90~120mmである。ノズル40の長さは流入口42Aから流出口41Aまでの範囲における流路FPの長さである。一例では、ノズル40の長さは105mmである。ノズル40の流路FPに沿う第1部分41の長さの一例は22mmである。第1部分41の長さの公差の一例は±1mmである。ノズル40の流路FPの内面粗さは0.2μm以上であることが好ましい。
ポンプ13は流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれるように流入口42Aに洗浄液を供給する。ポンプ13の吐出し圧力に関する好ましい範囲の一例は、3.0~8.0kgf/cm2である。ノズル40の流出口41Aから噴射される洗浄液の水圧は、ポンプ13から吐出される洗浄液の水圧に応じて変化する。
ポンプ13の最大吐出し圧力は所定の最大吐出し圧力よりも大きいことが好ましい。所定の最大吐出し圧力は、例えば流出口41Aから噴射された洗浄液が口腔内の汚れを落とす力との関係から決められることが好ましい。所定の最大吐出し圧力に関する好ましい範囲の一例は4kgf/cm2以上の範囲である。所定の最大吐出し圧力に関するより好ましい範囲の一例は6kgf/cm2以上の範囲である。一例では、所定の最大吐出し圧力は8kgf/cm2である。
図3を参照して、流路構成部50の構成について説明する。
流路構成部50は第1構成部51、第2構成部52、および、縮小部53を含む。第1構成部51は第1流路FP1を含む。縮小部53は第1構成部51の下流側に設けられる。縮小部53は流路FPを狭めるように構成されている。第2構成部52は第2流路FP2を含む。第2流路FP2は縮小部53の下流側に設けられ、縮小部53側から流出口41A側に向かうにつれて広くなる。縮小部53は第3流路FP3を含む。第3流路FP3は第1流路FP1と第2流路FP2とを接続し、第1流路FP1側から第2流路FP2側に向かうにつれて狭くなる。第1流路FP1、第3流路FP3、および、第2流路FP2は流路FPを構成する。流路構成部50は、ノズル40の流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合に、流路FPを流れる洗浄液にキャビテーションが発生するように第1構成部51、縮小部53、および、第2構成部52が構成されている。
縮小部53は第1壁面53Aおよび第2壁面53Bを含む。第1壁面53Aおよび第2壁面53Bは、流路FPの中心線CLに沿うノズル40の断面において中心線CLを挟んで対向する。ノズル40の断面において中心線CLに対する第1壁面53Aの傾き度合を表す第1壁面53Aの接線である第1接線T1と、ノズル40の断面において中心線CLに対する第2壁面53Bの傾き度合を表す第2壁面53Bの接線である第2接線T2とがなす角度(以下「縮小部角度A1」という)は所定の第1角度範囲に含まれる。所定の第1角度範囲は、ノズル40の流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合にその洗浄液にキャビテーション気泡が含まれるように設定された角度範囲である。所定の第1角度範囲に関する好ましい一例では、上限値が135°であり、下限値が120°である。縮小部角度A1が135°以下である場合、汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が洗浄液に含まれる。縮小部角度A1が120°以上である場合、金型を用いてノズル40を成形する場合の成形性が向上する。一例では、縮小部角度A1は123°である。縮小部角度A1の公差の一例は±2°である。
図4に示されるように、第1壁面53Aおよび第2壁面53Bは湾曲している。第1接線T1は例えば第1壁面53Aにおいて、縮小部53における最も流出口41A(図3参照)側の部分と湾曲し始める手前の部分とを繋ぐ直線である。第2接線T2は例えば第2壁面53Bにおいて、縮小部53における最も流出口41A側の部分と湾曲し始める手前の部分とを繋ぐ直線である。
流路FPの中心線CLに直交する断面における第3流路FP3の断面形状は円形である。縮小部53は小径部54を含む。小径部54は縮小部53における最も流出口41A側の部分であり、縮小部53における最も内径が小さい部分である。小径部54の第3流路FP3の内径(以下「小径部内径D2」という)は所定の内径範囲に含まれる。所定の内径範囲は、ノズル40の流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合にその洗浄液にキャビテーション気泡が含まれるように設定された内径範囲である。所定の内径範囲に関する好ましい一例では、上限値が0.85mmであり、下限値が0.80mmである。小径部内径D2が0.85mm以下である場合、汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が洗浄液に含まれる。小径部内径D2が0.80mm以上である場合、適切な流量の洗浄液がノズル40の流出口41Aから噴射される。一例では、小径部内径D2は0.82mmである。小径部内径D2の公差の一例は±0.02mmである。
図3に示されるように、第2構成部52は第3壁面52Aおよび第4壁面52Bを含む。第3壁面52Aおよび第4壁面52Bは、流路FPの中心線CLに沿うノズル40の断面において中心線CLを挟んで対向する。ノズル40の断面において中心線CLに対する第3壁面52Aの傾き度合を表す第3壁面52Aの接線である第3接線T3と、ノズル40の断面において中心線CLに対する第4壁面52Bの傾き度合を表す第4壁面52Bの接線である第4接線T4とがなす角度(以下「第2構成部角度A2」という)は所定の第2角度範囲に含まれる。所定の第2角度範囲は、ノズル40の流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合にその洗浄液にキャビテーション気泡が含まれるように設定された角度範囲である。所定の第2角度範囲に関する好ましい一例では、上限値が6.5°であり、下限値が5.5°である。第2構成部角度A2が6.5°以下である場合、汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が洗浄液に含まれる。第2構成部角度A2が5.5°以上である場合、第2流路FP2を流れる洗浄液にキャビテーションの発生に必要な圧力が作用しやすい。一例では、第2構成部角度A2は6.0°である。第2構成部角度A2の公差の一例は±0.5°である。
第2構成部52は例えば縮小部53から流出口41Aまでの範囲に形成される。流路FPの中心線CLに沿う方向における第2構成部52の長さ(以下「第2構成部長さL」という)は所定の長さ範囲に含まれる。所定の長さ範囲は、ノズル40の流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合にその洗浄液にキャビテーション気泡が含まれるように設定された長さ範囲である。所定の長さ範囲に関する好ましい一例では、上限値が10.0mmであり、下限値が8.5mmである。第2構成部長さLが10mm以下である場合、ユーザに与える心地よさが高まりやすい。第2構成部長さLが8.5mm以上である場合、汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が洗浄液に含まれる。一例では、第2構成部長さLは9.0mmである。第2構成部長さLの公差の一例は0.1mmである。
図2に示されるように、第1構成部51は第5壁面51Aおよび第6壁面51Bを含む。第5壁面51Aおよび第6壁面51Bは、流路FPの中心線CLに沿うノズル40の断面において中心線CLを挟んで対向する。ノズル40の断面において中心線CLに対する第5壁面51Aの傾き度合を表す第5壁面51Aの接線である第5接線T5と、ノズル40の断面において中心線CLに対する第6壁面51Bの傾き度合を表す第6壁面51Bの接線である第6接線T6とがなす角度(以下「第1構成部角度A3」という)は1.0~2.0°の範囲に含まれることが好ましい。
図5を参照して、ノズル40の製造方法の一例について説明する。
ノズル40は例えば射出成形を用いて製造される。一例では、第1部品61および第2部品62を用いてノズル40が製造される。第1部品61は例えば第1構成部51の壁面51A、51Bおよび縮小部53の壁面53A、53Bに沿うような形状である。第1部品61は凹部61Aを含む。第2部品62は例えば第2構成部52の壁面52A、52Bに沿うような形状である。第2部品62は挿入部62Aを含む。挿入部62Aは凹部61Aに挿入可能である。
第2部品62の挿入部62Aが第1部品61の凹部61Aに挿入されるように、第1部品61および第2部品62がノズル40の外郭を構成する金型(図示略)に挿入される。次に、加熱された樹脂が金型内に充填され、充填された樹脂が固化される。そして、第1部品61および第2部品62が金型から引き抜かれ、製造されたノズル40が金型から取り出される。以上の手順を経て、ノズル40が製造される。縮小部角度A1が所定の第1角度範囲に含まれるため、ノズル40の成形性が向上する。また、第1構成部角度A3が1.0~2.0°の範囲に含まれるため、第1部品61を金型から引き抜く作業が実施されやすい。
図1~図3を参照して、口腔洗浄装置1の使用方法の一例について説明する。
口腔洗浄装置1は例えばユーザにより次のように使用される。第1手順では、所定量の洗浄液がタンク16内に注がれ、タンク16が装置本体11に取り付けられる。第2手順では、本体ユニット10の操作部が操作されることにより口腔洗浄装置1の電源がオンに設定される。口腔洗浄装置1の電源がオンに設定されることにより、ポンプ13が駆動し始める。第3手順では、洗浄ユニット30のグリップ部32が把持され、ノズル40の流出口41Aが口腔内に向けられる。第4手順では、洗浄ユニット30の操作部33が操作されることにより流出口41Aから洗浄液が噴射される。このため、流出口41Aから噴射された洗浄液により口腔内が洗浄される。
洗浄液が流出口41Aから噴射される過程において、ポンプ13から吐出された洗浄液がノズル40の流路FPを通過する。縮小部53の第3流路FP3を流れる洗浄液に作用する圧力が飽和蒸気圧未満まで下がり、第2構成部52の第2流路FP2を流れる洗浄液に作用する圧力が飽和蒸気圧以上まで回復するため、ノズル40の流路FPを流れる洗浄液にキャビテーションが発生する。このため、ノズル40の流出口41Aから口腔内に噴射された洗浄液に含まれるキャビテーション気泡の破裂にともなう衝撃により歯垢のような頑固な汚れが容易に除去される。
また、ノズル40の流出口41Aから噴射される洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合、口腔内に噴射された洗浄液が食物残渣を適切に除去し、ユーザに心地よい感覚を与えることが確認されている。このように、口腔洗浄装置1は食物残渣を適切に除去する性能、ユーザに心地よさを与える性能、および、頑固な汚れを除去する性能を備えている。これにより、口腔洗浄装置1の付加価値が高められる。
(実施例)
本願発明者は口腔洗浄装置1の流路構成部50の構成が及ぼす影響を確認する第1~第4試験を実施した。第1および第2試験では、実施の形態に従う口腔洗浄装置1(以下「実施例の口腔洗浄装置1」という)および比較例の口腔洗浄装置を用い、キャビテーション気泡の発生状況を測定した。第3および第4試験では、実施例の口腔洗浄装置1および比較例の口腔洗浄装置に加え、口腔洗浄装置の洗浄対象となる試料を用い、各口腔洗浄装置の洗浄性能を測定した。
第1試験の詳細について説明する。第1試験に用いた実施例の口腔洗浄装置1に関する諸元は次のとおりである。チューブ20を構成する材料はEVA樹脂である。チューブ20の長さは1mである。ノズル40の流出口41Aから噴射される洗浄液の流量は200~350mL/minの範囲に含まれる。ノズル40を構成する材料はASA樹脂である。縮小部角度A1は120~135°の範囲内において試料毎に異なる。第1構成部角度A3は1°である。第2構成部角度A2は6.0°である。小径部内径D2は0.82mmである。第2構成部長さLは9.0mmである。流入口42Aの内径D1は3.4mmである。流出口41Aの内径は1.76mmである。洗浄液は上水である。比較例の口腔洗浄装置に関する諸元は縮小部角度A1を除いて実施例の口腔洗浄装置1と実質的に同じである。比較例の口腔洗浄装置の縮小部角度A1は140~145°の範囲内において試料毎に異なる。
第1試験では、各試料のノズル40から噴射された洗浄液にキャビテーション気泡が含まれているか否かを測定した。測定方法は高速度ビデオカメラによる目視である。図6は第1試験の結果である。縮小部角度A1が140°以上である場合、ノズル40から噴射された洗浄液にキャビテーション気泡が実質的に含まれていないことが確認された。図6中の「×」の記号はこのような結果が確認されたことを示している。キャビテーション気泡が洗浄液に実質的に含まれていない状態は、キャビテーション気泡が洗浄液に全く含まれていない状態、および、微量のキャビテーション気泡が洗浄液に含まれているものの、その量が汚れの除去に寄与しない程度である状態を含む。縮小部角度A1が135°以下である場合、ノズル40から噴射された洗浄液にキャビテーション気泡が含まれていることが確認された。縮小部角度A1が120°以上である場合、ノズル40から噴射された洗浄液にキャビテーション気泡が含まれていることが確認された。図6中の「○」の記号はこのような結果が確認されたことを示している。第1試験によれば、縮小部角度A1が120~135°の範囲に含まれる場合、口腔洗浄装置1の洗浄能力がより高くなることが確認された。
第2試験の詳細について説明する。第2試験に用いた実施例の口腔洗浄装置1に関する諸元は次のとおりである。縮小部角度A1および第2構成部角度A2以外は第1試験に用いた実施例の口腔洗浄装置1と同様である。縮小部角度A1は123°である。第2構成部角度A2は5.5~6.5°の範囲内において試料毎に異なる。比較例の口腔洗浄装置に関する諸元は第2構成部角度A2を除いて実施例の口腔洗浄装置1と実質的に同じである。比較例の口腔洗浄装置の第2構成部角度A2は7.0~7.5°の範囲内において試料毎に異なる。
第2試験では、各試料のノズル40から噴射された洗浄液にキャビテーション気泡が含まれているか否かを測定した。測定方法は高速度ビデオカメラによる目視である。図7は第2試験の結果である。第2構成部角度A2が7.0°以上である場合、ノズル40から噴射された洗浄液にキャビテーション気泡が実質的に含まれていないことが確認された。図7中の「×」の記号はこのような結果が確認されたことを示している。第2構成部角度A2が6.5°以下である場合、ノズル40から噴射された洗浄液にキャビテーション気泡が含まれていることが確認された。第2構成部角度A2が5.5°以上である場合、ノズル40から噴射された洗浄液にキャビテーション気泡が含まれていることが確認された。図7中の「○」の記号はこのような結果が確認されたことを示している。第2試験によれば、第2構成部角度A2が5.5~6.6°の範囲に含まれる場合、口腔洗浄装置1の洗浄能力がより高くなることが確認された。
第3試験の詳細について説明する。第3試験に用いた実施例の口腔洗浄装置1に関する諸元は次のとおりである。縮小部角度A1および小径部内径D2以外は第1試験に用いた実施例の口腔洗浄装置1と同様である。縮小部角度A1は123°である。小径部内径D2は0.80~0.85mmの範囲内において試料毎に異なる。口腔洗浄装置1は、洗浄液の吐出荷重が18gf以上の範囲に含まれるようにノズル40の流出口41Aから洗浄液を噴射する。吐出荷重は流出口41Aから噴射される洗浄液の水圧である。比較例の口腔洗浄装置に関する諸元は小径部内径D2を除いて実施例の口腔洗浄装置1と実質的に同じである。比較例の口腔洗浄装置の小径部内径D2は0.86~0.88mmの範囲内において試料毎に異なる。
第3試験で用いた洗浄対象となる試料は物体Xが塗布されたガラスプレートである。ガラスプレートの一方の面の全体に物体Xの層が形成されるように物体Xが塗布される。物体Xは歯に付着する歯垢等と類似した性質を持つ。物体Xの一例は人工歯垢である。第3試験では、ノズル40の流出口41Aと試料との距離を2.0mmに設定した状態でノズル40から洗浄液を一定時間噴射し、洗浄液の噴射が終了した後にガラスプレート上に残存している物体Xの量を測定した。測定結果から、ガラスプレート上における洗浄液が噴射された面積S1に対する洗浄液の噴射後において面積S1上に残存している物体Xの面積S2の割合(以下「除去率」という)を算出し、口腔洗浄装置1の洗浄性能を評価した。図8は第3試験の結果である。
小径部内径D2が0.86mm以上である場合、除去率が低いことが確認された。これは、ノズル40から噴射された洗浄液に汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が含まれていないことを示している。小径部内径D2が0.85以下である場合、除去率が高いことが確認された。これは、ノズル40から噴射された洗浄液に汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が含まれていることを示している。小径部内径D2が0.80mm以上である場合、除去率が高いことが確認された。第3試験によれば、小径部内径D2が0.80~0.85mmの範囲に含まれる場合、口腔洗浄装置1の洗浄能力がより高くなることが確認された。
第4試験の詳細について説明する。第4試験に用いた実施例の口腔洗浄装置1に関する諸元は次のとおりである。縮小部角度A1および第2構成部長さL以外は第1試験に用いた実施例の口腔洗浄装置1と同様である。縮小部角度A1は123°である。第2構成部長さLは8.5~10.0mmの範囲内において試料毎に異なる。比較例の口腔洗浄装置に関する諸元は第2構成部長さLを除いて実施例の口腔洗浄装置1と実質的に同じである。比較例の口腔洗浄装置の第2構成部長さLは8.0mmである。第4試験の評価方法は第3試験の評価方法と同様である。図9は第4試験の結果である。
第2構成部長さLが8.0mmである場合、除去率が低いことが確認された。これは、ノズル40から噴射された洗浄液に汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が含まれていないことを示している。第2構成部長さLが10.0mm以下である場合、除去率が高いことが確認された。これは、ノズル40から噴射された洗浄液に汚れを十分に除去できる量のキャビテーション気泡が含まれていることを示している。第2構成部長さLが8.5mm以上である場合、除去率が高いことが確認された。第4試験によれば、第2構成部長さLが8.5~10.0mmの範囲に含まれる場合、口腔洗浄装置1の洗浄能力がより高くなることが確認された。
(変形例)
実施の形態に関する説明は本発明に関する口腔洗浄装置およびそのノズルが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明は実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
・ノズル40の製造方法は任意に変更可能である。一例では、ノズル40はインサート成形を用いて製造される。図10に示される第1例では、始めに縮小部53の壁面53A、53Bおよびその周辺の壁面51A、51B、52A、52Bを構成する主要部70が製造される。一例では、主要部70は第1部品61、第2部品62(図5参照)、および、主要部70の外郭を構成する金型(図示略)を用いて製造される。次に、第1部品61および第2部品62が主要部70を支持するようにノズル40の外郭を構成する金型(図示略)に挿入される。そして、加熱された樹脂が金型内に充填されることによって、主要部70を含むノズル40が製造される。
図11に示される第2例では、ノズル40の外郭を構成する金型が第1例とは異なる。インサート成形を用いてノズル40が製造される場合、加熱された樹脂で主要部70を覆う必要がある。このため、第1例では、ノズル40の外径の全体が大きくなるような金型が利用される。一方、第2例では、ノズル40の外径における主要部70と対応する部分だけが大きくなるような金型を利用してノズル40が製造される。このため、ノズル40が小型化される。
・縮小部角度A1の大きさは任意に変更可能である。第1例では、縮小部角度A1が120°未満である。第2例では、縮小部角度A1が135°よりも大きい。
・第2構成部角度A2の大きさは任意に変更可能である。第1例では、第2構成部角度A2が5.5°未満である。第2例では、第2構成部角度A2が6.5°よりも大きい。
・小径部内径D2の大きさは任意に変更可能である。一例では、小径部内径D2が0.85mmよりも大きい。
・第2構成部長さLは任意に変更可能である。第1例では、第2構成部長さLが8.5mm未満である。第2例では、第2構成部長さLが10.0mmよりも長い。
・ノズル40の形状は任意に変更可能である。一例では、ノズル40は第1部分41が第2部分42に対して湾曲していない。
本発明に関する口腔洗浄装置およびそのノズルは、家庭用および業務用をはじめとする各種の口腔洗浄装置に利用できる。
1 :口腔洗浄装置
13 :ポンプ
40 :ノズル
41A :流出口
42A :流入口
50 :流路構成部
51 :第1構成部
52 :第2構成部
52A :第3壁面
52B :第4壁面
53 :縮小部
53A :第1壁面
53B :第2壁面
54 :小径部
CL :中心線
FP :流路
FP1 :第1流路
FP2 :第2流路
FP3 :第3流路(流路)
T1 :第1接線
T2 :第2接線
T3 :第3接線
T4 :第4接線

Claims (14)

  1. 洗浄液が供給される流入口、および、前記洗浄液を噴射する流出口を含む流路が設けられた流路構成部を含むノズルと、
    前記流出口から噴射される前記洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれるように前記流入口に前記洗浄液を供給するポンプとを備え、
    前記流路構成部は、前記流路を構成する第1流路を含む第1構成部と、前記第1構成部の下流側に設けられ、前記流路を狭める縮小部と、前記縮小部の下流側に設けられ、前記縮小部側から前記流出口側に向かうにつれて広くなる第2流路を含む第2構成部とを含み、前記流出口から噴射される前記洗浄液の流量が200~350mL/minの範囲に含まれる場合に前記流路を流れる前記洗浄液にキャビテーションが発生するように前記第1構成部、前記縮小部、および、前記第2構成部が構成され、
    前記縮小部は湾曲した壁面を含み、
    前記ノズルの中心線に沿う方向における前記ノズルの長さはノズル長さと称され、
    前記ノズル長さは90~120mmの範囲に含まれる
    口腔洗浄装置。
  2. 前記第1構成部は前記ノズルの中心線に沿う断面において前記ノズルの中心線を挟んで対向する第5壁面および第6壁面を含み、
    前記第2構成部は前記ノズルの中心線に沿う断面において前記ノズルの中心線を挟んで対向する第3壁面および第4壁面を含み、
    前記ノズルの中心線に沿う断面において前記第5壁面の接線と前記第6壁面の接線とがなす角度は第1構成部角度と称され、
    前記ノズルの中心線に沿う断面において前記第3壁面の接線と前記第4壁面の接線とがなす角度は第2構成部角度と称され、
    前記第1構成部角度は前記第2構成部角度よりも小さい
    請求項1に記載の口腔洗浄装置。
  3. 前記第1構成部は前記ノズルの中心線に沿う断面において前記ノズルの中心線を挟んで対向する第5壁面および第6壁面を含み、
    前記縮小部は前記ノズルの中心線に沿う断面において前記ノズルの中心線を挟んで対向する第1壁面および第2壁面を含み、
    前記ノズルの中心線に沿う断面において前記第5壁面の接線と前記第6壁面の接線とがなす角度は第1構成部角度と称され、
    前記ノズルの中心線に沿う断面において前記第1壁面の接線と前記第2壁面の接線とがなす角度は縮小部角度と称され、
    前記第1構成部角度は前記縮小部角度よりも小さい
    請求項1または2に記載の口腔洗浄装置。
  4. 前記縮小部は前記ノズルの中心線に沿う断面において前記ノズルの中心線を挟んで対向する第1壁面および第2壁面を含み、
    前記ノズルの中心線に沿う断面において前記第1壁面の接線と前記第2壁面の接線とがなす角度は縮小部角度と称され、
    前記縮小部角度は120~135°の範囲に含まれる
    請求項1~3のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  5. 前記ノズルは前記流出口を含む第1部分、および、前記流入口を含む第2部分を含み、
    前記第1部分における前記ノズルの中心線と前記第2部分における前記ノズルの中心線とがなす角度はノズル曲げ角度と称され、
    前記ノズル曲げ角度は0~55°の範囲に含まれる
    請求項1~4のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  6. 前記ノズルは前記流出口を含む第1部分、および、前記流入口を含む第2部分を含み、
    前記ノズルの中心線に沿う方向における前記第1部分の長さは第1部分長さと称され、
    前記ノズルの中心線に沿う方向における前記第2構成部の長さは第2構成部長さと称され、
    前記第1部分長さと前記第2構成部長さとの差は第1部分上流長さと称され、
    前記第1部分上流長さは前記第2構成部長さよりも長い
    請求項1~5のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  7. 前記ノズルは前記流出口を含む第1部分、および、前記流入口を含む第2部分を含み、
    前記ノズルの中心線に沿う方向における前記第1部分の長さは第1部分長さと称され、
    前記ノズルの中心線に沿う方向における前記第2部分の長さは第2部分長さと称され、
    前記第2部分長さは前記第1部分長さよりも長い
    請求項1~6のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  8. 前記ノズルは前記流入口を含む第2部分を含み、
    前記ノズルの中心線に沿う方向における前記第2部分の長さは第2部分長さと称され、
    前記第2部分長さは68~98mmの範囲に含まれる
    請求項1~7のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  9. 前記ノズルの中心線に沿う方向における前記第2構成部の長さは第2構成部長さと称され、
    前記第2構成部長さは8.5mm未満の範囲に含まれる
    請求項1~8のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  10. 前記ノズルは前記流出口を含む第1部分、および、前記流入口を含む第2部分を含み、
    前記縮小部は前記ノズルの中心線に沿う断面において前記ノズルの中心線を挟んで対向する第1壁面および第2壁面を含み、
    前記第1部分における前記ノズルの中心線と前記第2部分における前記ノズルの中心線とがなす角度はノズル曲げ角度と称され、
    前記ノズルの中心線に沿う断面において前記第1壁面の接線と前記第2壁面の接線とがなす角度は縮小部角度と称され、
    前記縮小部角度に対する前記ノズル曲げ角度の比率は0~0.46の範囲に含まれる
    請求項1~9のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  11. 前記第1構成部は前記ノズルの中心線に沿う断面において前記ノズルの中心線を挟んで対向する第5壁面および第6壁面を含み、
    前記第2構成部は前記ノズルの中心線に沿う断面において前記ノズルの中心線を挟んで対向する第3壁面および第4壁面を含み、
    前記ノズルの中心線に沿う断面において前記第5壁面の接線と前記第6壁面の接線とがなす角度は第1構成部角度と称され、
    前記ノズルの中心線に沿う断面において前記第3壁面の接線と前記第4壁面の接線とがなす角度は第2構成部角度と称され、
    前記第2構成部角度に対する前記第1構成部角度の比率は0.15~0.36の範囲に含まれる
    請求項1~10のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  12. 前記流入口の内径は流入口内径と称され、
    前記ノズル長さに対する前記流入口内径の比率は2.83~3.78の範囲に含まれる
    請求項1~11のいずれか一項に記載の口腔洗浄装置。
  13. 口腔洗浄装置のノズルを製造するノズルの製造方法であって、
    前記ノズルは、
    洗浄液が供給される流入口、および、前記洗浄液を噴射する流出口を含む流路が設けられた流路構成部と、
    前記流出口を含む第1部分と、
    前記流入口を含む第2部分とを含み、
    前記流路構成部は、
    前記流路を狭める縮小部と、
    前記縮小部の上流側に設けられる第1構成部と、
    前記縮小部の下流側に設けられる第2構成部とを含み、
    前記製造方法は前記ノズルの製造に第1部品および第2部品を用い、
    前記第1部品は前記第1構成部の壁面および前記縮小部の壁面に沿う形状を有し、
    前記第2部品は前記第2構成部の壁面に沿う形状を有し、
    前記第1部品は凹部を含み、
    前記第2部品は前記凹部に挿入可能な挿入部を含み、
    前記製造方法は、
    前記挿入部が前記凹部に挿入され、かつ、前記第1部品および前記第2部品が前記ノズルの外郭を構成する金型に挿入される工程1Aと、
    前記工程1Aの実施後において、加熱された樹脂が前記金型内に充填され、充填された前記樹脂が固化され、前記ノズルが成形される工程1Bと、
    前記工程1Bの実施後において、前記金型から前記ノズルが取り出される工程1Cとを含む
    口腔洗浄装置のノズルの製造方法。
  14. 口腔洗浄装置のノズルを製造するノズルの製造方法であって、
    前記ノズルは、
    洗浄液が供給される流入口、および、前記洗浄液を噴射する流出口を含む流路が設けられた流路構成部と、
    前記流出口を含む第1部分と、
    前記流入口を含む第2部分とを含み、
    前記流路構成部は、
    前記流路を狭める縮小部と、
    前記縮小部の上流側に設けられる第1構成部と、
    前記縮小部の下流側に設けられる第2構成部と、
    前記縮小部の壁面、前記第1構成部の壁面、および、前記第2構成部の壁面を構成する主要部と、
    前記主要部の周囲に設けられ、前記ノズルの外郭を構成する周囲部とを含み、
    前記製造方法は前記ノズルの製造に第1部品および第2部品を用い、
    前記第1部品は前記第1構成部の壁面および前記縮小部の壁面に沿う形状を有し、
    前記第2部品は前記第2構成部の壁面に沿う形状を有し、
    前記第1部品は凹部を含み、
    前記第2部品は前記凹部に挿入可能な挿入部を含み、
    前記製造方法は、
    前記挿入部が前記凹部に挿入され、かつ、前記第1部品および前記第2部品が前記主要部の外郭を構成する主要部用金型に挿入される工程2Aと、
    前記工程2Aの実施後において、加熱された樹脂が前記主要部用金型内に充填され、充填された前記樹脂が固化され、前記主要部が成形される工程2Bと、
    前記工程2Bの実施後において、前記主要部用金型から前記主要部、前記第1部品、および、前記第2部品が取り出される工程2Cと、
    前記工程2Cの実施後において、前記第1部品および前記第2部品により支持される前記主要部が前記ノズルの外郭を構成する周囲部用金型に挿入される工程2Dと、
    前記工程2Dの実施後において、加熱された樹脂が前記周囲部用金型内に充填され、充填された前記樹脂が固化され、前記周囲部が成形され、前記ノズルが成形される工程2Eと、
    前記工程2Eの実施後において、前記周囲部用金型から前記ノズルが取り出される工程2Fとを含む
    口腔洗浄装置のノズルの製造方法。
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