KR20140028079A

KR20140028079A - 유수식 초음파 구강 세정장치, 및 유수식 초음파 구강 세정방법

Info

Publication number: KR20140028079A
Application number: KR1020137034270A
Authority: KR
Inventors: 마쓰오 야마모토; 다카시 다키구치; 마사노리 사토; 겐고 우에무라; 도모미 히키다; 가쓰유키 이나가키; 히데오 고자카; 도시아키 미야모토
Original assignee: 각코 호징 쇼와 다이가쿠; 혼다덴시 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 지씨
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-03-07
Also published as: KR101495472B1; CN103917191B; US20140147804A1; US9579174B2; JPWO2013012021A1; AU2012284875A1; EP2735281B1; JP5786166B2; EP2735281A1; WO2013012021A1; AU2012284875B2; EP2735281A4; CN103917191A

Abstract

구강내를 효율적으로 확실히 세정할 수 있는 유수식 초음파 구강 세정장치를 제공하는 것.
유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 있어서, 세정액 공급장치(2)의 세정액(W1)이 공급구(26)를 통하여 진동자 케이스(21)내에 공급된다. 진동자 케이스(21)내에 있어서 진동자 장착부(23)에 장착된 초음파 진동자(22)로부터 세정액(W1)에 초음파(S1)가 전반된다. 진동자 케이스(21)내에서 선단부에서 세정액(W1)의 유수가 수속된 후, 유출구(27)로부터 구강내에 출력된다. 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 있어서, 직경이 50㎜ 이하의 초음파 진동자(22)에 100W 이하의 전력을 공급하고, 주파수가 100㎑ 이상 3㎒ 이하의 초음파(S1)를 세정액(W1)에 전반시킨다.

Description

유수식 초음파 구강 세정장치, 및 유수식 초음파 구강 세정방법{FLOW-TYPE ULTRASONIC ORAL CAVITY WASHING DEVICE AND FLOW-TYPE ULTRASONIC ORAL CAVITY WASHING METHOD}

본 발명은, 구강내에 있어서, 치아의 표면, 치과용 임플란트 및 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등을 초음파 세정하는 유수식(流水式) 초음파 구강 세정장치, 및 유수식 초음파 구강 세정방법에 관한 것이다.

종래, 치과 치료에 있어서, 구강내를 고수압의 제트 수류로 세정하는 구강내 세정장치가 실용화되어 있다. 이 구강내 세정장치를 이용하는 경우, 세정액이 대량으로 필요하게 된다. 또한, 치과 치료시에는, 세정 후의 세정액을 구강내로부터 배출할 필요가 있지만, 배액량이 많아지면, 배수장치의 처리 능력을 높일 필요가 있다. 이 때문에, 세정액이나 배액 처리의 비용 등이 증가되어 버린다.

치과 치료에 있어서는, 초음파 진동을 이용하여 치구(齒垢) 등을 제거하는 초음파 스케일러나 초음파 칫솔 등의 구강 청소장치가 실용화되어 있다. 또한, 치과 치료의 장치로서의 개시는 없지만, 초음파 진동을 이용하여 이물(異物)을 제거하는 초음파 이물 제거장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1의 초음파 이물 제거장치에서는, 초음파 진동자로부터의 초음파 진동이 혼(horn)에 전달되어, 혼의 선단부에 의해서 이물 제거가 행하여진다. 이 장치에는, 이물을 씻어 내리는 세정액을 공급하는 공급수단과, 세정액과 함께 이물을 흡인하기 위한 흡인수단이 설치되어 있다. 이 초음파 이물 제거장치를 이용하여 구강 세정을 행하는 것은 가능하다.

상술한 초음파 스케일러, 초음파 칫솔, 초음파 이물 제거장치 등의 청소장치를 이용하여 구강 세정을 행하는 경우, 세정액의 사용량을 억제하는 것이 가능해진다.

: 일본 공개특허공보 평성11-318917호

그런데, 초음파 진동을 이용한 종래의 구강 청소장치에서는, 진동부재(칩, 칫솔의 털끝, 혼 등)를 치아에 직접 대고, 초음파 진동에 의해서 치구를 파괴하여 제거하고 있다. 이러한 구강 청소장치를 사용자가 잘 다루기 위해서는, 상당한 기량(조작 숙련도)이 필요하다. 즉, 치구가 있는 부위에 확실히 진동부재를 접촉시키지 않으면 치구를 제거할 수 없기 때문에, 치구의 제거에 시간이 걸리는 것에 더하여, 치구를 남겨두는 등의 문제가 생겨 버린다. 이 때문에, 사용자의 기량에 관계없이 구강 세정을 효율적으로 확실히 행할 수 있는 세정장치가 요구되고 있다.

덧붙여서, 치과 치료 이외의 분야에서는, 유수식 초음파 세정기가 실용화되고 있다. 이 유수식 초음파 세정기에서는, 케이스내에 초음파 진동자를 구비하고 있어, 케이스내에 공급된 세정액에 초음파 진동자로부터 초음파를 전반(傳搬)시킨다. 그리고, 그 초음파를 전반시킨 세정액의 유수를 방수 노즐로부터 출력함으로써, 반도체 기판 등의 피세정물의 세정이 행하여진다. 이 유수식 초음파 세정기에서는, 비교적 높은 주파수(수㎒ 정도)의 초음파가 이용되고 있어, 반도체 기판 등에 부착된 미세한 더러움을 제거하도록 하고 있다. 그런데, 이 세정기에서 이용되고 있는 고주파의 초음파는 지향성이 예리하여, 방사 노즐의 출구 부근에서 초음파가 비교적 좁은 범위에서 강하게 수속(收束)하고 있다. 따라서, 열에 약한 피세정물(아크릴판 등)을 노즐 근방(초점(焦點) 부근)에 배치하면, 피세정물이 발열되어 녹아 버리는 경우가 있다. 특히, 구강내를 세정하는 경우에서는 잇몸 등에 저온 화상을 입을 가능성이 있다. 이 때문에, 종래에서는 치과 치료의 분야에 있어서 유수식 초음파 세정기의 사용은 검토되고 있지 않았다.

특허문헌 1의 초음파 이물 제거장치에서는, 혼의 선단을 진동시키기 위해서 비교적 저주파(30㎑∼50㎑)의 초음파가 이용되고 있다. 이러한 저주파의 초음파를 유수식 초음파 세정기에 이용하는 경우, 초음파의 지향성이 둔해지기 때문에, 초음파의 초점이 희미해져, 치구 등을 제거하기 위한 충분한 음압을 얻을 수 없다. 또한, 저주파의 초음파를 이용하는 경우, 사용하는 초음파 진동자의 직경을 크게 하면, 초음파를 어느 정도 수속시키는 것은 가능하지만, 세정장치가 대형화된다. 이 때문에, 치과 치료용의 초음파 세정장치로서 실용화하는 것이 곤란해진다.

본 발명은 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 구강내를 효율적으로 확실히 세정할 수 있는 유수식 초음파 구강 세정장치 및 유수식 초음파 구강 세정방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명은, 초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식 초음파 구강 세정장치로서, 상기 세정액에 초음파를 전반시키는 초음파 진동자와, 일단측에 설치되어 상기 초음파 진동자를 장착하기 위한 진동자 장착부와, 상기 초음파 진동자의 진동면에 세정액을 공급하는 공급구와, 상기 진동자 장착부와 대향하는 타단측으로 감에 따라서 끝이 가늘어지는 형상의 선단부에 설치되고 상기 세정액을 유수로서 출력하는 유출구를 가지는 케이스와, 상기 케이스의 공급구에 접속되어, 상기 케이스내에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단과, 상기 구강내를 초음파 세정한 사용이 끝난 세정액을 배수하는 세정액 배수수단을 구비하고, 상기 초음파 진동자를 구동하는 발진 주파수는 100㎑ 이상 3㎒ 이하이고, 상기 초음파 진동자의 직경은 50㎜ 이하이며, 상기 초음파 진동자에의 공급전력은 100W 이하인 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치를 그 요지로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 세정액 공급수단으로부터의 세정액이 공급구를 통하여 케이스내에 공급되고, 케이스내의 진동자 장착부에 장착된 초음파 진동자에 의해 초음파가 세정액에 전반된다. 케이스의 선단부는 유출구를 향해서 끝이 가늘어지는 형상이 되어 있고, 케이스내에서 초음파가 전반된 세정액은, 선단부에서 유수가 수속된 후, 유출구로부터 구강내에 출력된다. 본 발명에 이용되는 초음파 진동자의 발진 주파수(초음파의 주파수)는 100㎑ 이상 3㎒ 이하이며, 초음파 진동자의 직경이 50㎜ 이하이다. 이 경우, 초음파는, 유출구 부근에서 치아 등의 처치부의 사이즈에 대응한 폭을 가지고 적절히 수속된다. 또한, 초음파 진동자에의 공급전력은 100W 이하이기 때문에, 강한 음압의 초음파가 작용하여 잇몸 등이 저온 화상이 된다고 하는 문제가 회피된다. 따라서, 구강내의 처치부에 유수를 접촉시키는 것에 의해, 적절한 음압의 초음파가 확실히 작용하여, 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등이 효율적으로 제거된다. 그 후, 구강내를 초음파 세정한 사용이 끝난 세정액은 세정액 배수수단에 의해서 배수된다. 본 발명의 유수식 초음파 구강 세정장치에서는, 초음파 진동자의 직경이 50㎜ 이하이며, 장치를 컴팩트하게 형성할 수 있다. 이 때문에, 케이스를 손으로 들고 조작이 가능해져, 취급하기 쉬워진다. 이와 같이, 본 발명의 유수식 초음파 구강 세정장치를 이용하면, 사용자의 기량에 관계없이 구강 세정을 효율적으로 확실히 행할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식 초음파 구강 세정장치로서, 상기 세정액에 초음파를 전반시키는 초음파 진동자와, 일단측에 설치되어 상기 초음파 진동자를 장착하기 위한 진동자 장착부와, 상기 초음파 진동자의 진동면에 세정액을 공급하는 공급구와, 상기 진동자 장착부와 대향하는 타단측으로 감에 따라서 끝이 가늘어지는 형상의 선단부에 설치되고 상기 세정액을 유수로서 출력하는 유출구를 가지는 케이스와, 상기 케이스의 공급구에 접속되어, 상기 케이스내에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단과, 상기 구강내를 초음파 세정한 사용이 끝난 세정액을 배수하는 세정액 배수수단을 구비하고, 상기 초음파 진동자를 구동하는 발진 주파수를 100㎑ 이상으로 하여 그 주파수를 f(㎑), 상기 초음파 진동자의 직경을 D(m), 상기 초음파 진동자에의 평균공급전력을 P(W)로 했을 때, f×D×P의 연산식에 의해 산출되는 값이 500 이하가 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치를 그 요지로 한다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1의 발명과 같이, 구강 세정에 적합한 음압의 초음파를 구강내의 처치부에 작용시킬 수 있어, 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등이 효율적으로 제거된다. 또한, 초음파 진동자의 크기가 제한되어 장치를 컴팩트하게 형성할 수 있다. 이 때문에, 케이스를 손으로 들고 조작이 가능해져, 취급하기 쉬워진다. 이와 같이 해도, 사용자의 기량에 관계없이 구강 세정을 효율적으로 확실히 행할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 케이스의 유출구에, 상기 유수의 방향을 변경 가능한 굴곡 노즐을 설치하고, 상기 굴곡 노즐은, 상기 케이스의 중심축에 대해 5° 이상 90° 미만의 각도로 구부러져 있는 것을 그 요지로 한다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 케이스의 유출구에 굴곡 노즐을 설치하는 것에 의해, 유수의 방향이 케이스의 중심축에 대해 5° 이상 90° 이하의 각도로 변경된다. 이와 같이 하면, 구강내에 있어서 앞니의 뒤쪽, 어금니, 치아 사이 등의 부분에도 확실히 유수를 접촉시킬 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 3에 있어서, 상기 굴곡 노즐은, 노즐 선단의 개구 방향과는 반대측이 되는 방향으로 일단 구부려지고 그 선단측에서 되돌려져 구부러지도록 굴곡되어 있고, 상기 굴곡 노즐내에 있어서의 굴곡 부분에는, 상기 초음파를 상기 개구 방향으로 반사하기 위한 반사판이 설치되어 있는 것을 요지로 한다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 굴곡 노즐을 굴곡시키는 것에 의해, 유수의 방향이 케이스의 중심축에 대해 5° 이상 90° 이하의 각도로 변경될 수 있다. 이와 같이 하면, 구강내에 있어서 앞니의 뒤쪽, 어금니, 치아 사이 등의 부분에도 확실히 유수를 맞출 수 있다. 또한, 굴곡 부분에 설치된 반사판에 의해서 노즐 선단오로 초음파를 확실히 유도할 수 있어, 앞니의 뒤쪽, 어금니, 치아 사이 등의 부분에 초음파를 확실히 작용시킬 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 4에 있어서, 상기 굴곡 노즐은, 상기 노즐 선단이 상기 케이스의 중심축상에 배치되는 것을 요지로 한다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 노즐 선단이 케이스의 중심축상에 배치되므로, 구강내의 처치부에 대응하는 위치에 노즐 선단을 용이하게 배치시킬 수 있어, 구강 세정을 효율적으로 확실히 행할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 3 내지 5 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 굴곡 노즐은, 상기 노즐 선단의 개구지름이 상기 초음파의 파장보다 커지도록 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 노즐 선단의 개구지름(노즐지름)이 초음파의 파장보다 커지도록 형성되어 있으므로, 노즐 선단에서의 초음파의 반사가 적어진다. 따라서, 초음파가 감쇠하는 일 없이 유수에 전반되기 때문에, 구강내의 처치부에 초음파를 확실히 작용시킬 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 6중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 배수수단은, 부채형으로 확대된 흡입구를 가지는 것을 그 요지로 한다.

청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 세정액 배수수단의 흡입구는 부채형으로 확대되어 있으므로, 구강내의 처치부에 접촉하여 하방으로 떨어지는 사용이 끝난 세정액을 확실히 흡인하여 배수할 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 7중의 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스내에 설치되어, 상기 유수에 빛을 전반시키기 위한 발광수단을 구비한 것을 그 요지로 한다.

청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 발광수단에 의해서 유수에 전반된 빛은, 유출구로부터 유수와 함께 출력된다. 이와 같이 하면, 유수의 세정 포인트를 빛으로 나타낼 수 있어, 구강 세정을 확실히 행할 수 있다.

청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 7중의 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스에서, 상기 유출구측으로 감에 따라서 끝이 가늘어지도록 형성된 외벽부의 적어도 2개소에 발광수단을 설치하고, 상기 각 발광수단이 발하는 빛의 교차 위치에서 세정 포인트를 나타내도록 한 것을 그 요지로 한다.

청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 초음파 진동자로부터 조사(照射)된 초음파의 음압은, 초음파 진동자로부터의 거리에 따라서 변화하지만, 구강 세정에 적합한 음압의 세정 포인트를 빛의 교차 위치에서 나타낼 수 있다. 따라서, 그 교차 위치에서 나타나는 세정 포인트를 구강내의 처치부에 맞추는 것에 의해, 구강 세정을 효율적으로 확실히 행할 수 있다.

청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 8 또는 9에 있어서, 상기 발광수단 중 적어도 하나는, 465㎚의 파장을 가지는 빛을 출력하는 것을 그 요지로 한다.

청구항 10에 기재된 발명에 의하면, 발광수단으로부터 465㎚의 파장을 가지는 빛이 구강내에 조사된다. 여기서, 치주병을 일으키는 그람(Gram) 음성균을 많이 포함한 플라크(치구)는, 465㎚의 빛에 대해서 적색의 반사광이 있다. 이 적색의 반사광의 유무에 의해서, 플라크가 떨어지는 상태를 육안으로 확인할 수 있다.

청구항 11에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 10중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 공급수단의 세정액에 탄산가스를 버블링하는 버블링수단을 더 구비한 것을 그 요지로 한다.

청구항 11에 기재된 발명에 의하면, 세정액에 포함되는 공기가 탄산가스로 치환되므로, 초음파의 조사에 의한 초음파 화학적(sonochemical) 반응을 억제할 수 있다.

청구항 12에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 11 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 배출수단은, 치과 치료 유닛에 설치된 진공장치, 전동 펌프식 흡인관, 또는, 입원 침대에 설치된 흡인용 배관에 접속 가능한 조인트부를 가지고 있는 것을 그 요지로 한다.

청구항 12에 기재된 발명에 의하면, 치과 치료 유닛이나 입원 침대에 설치된 기존 설비를 이용하여, 구강 세정 후의 세정액을 배수할 수 있으므로, 장치 비용을 낮게 억제할 수 있다.

청구항 13에 기재된 발명은, 초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식 초음파 구강 세정방법으로서, 직경이 50㎜ 이하의 초음파 진동자에 100W 이하의 전력을 공급하고, 주파수가 100㎑ 이상 3㎒ 이하의 초음파를 세정액에 전반시키는 스텝과, 상기 초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 상기 구강내에 출력하고, 처치부에 상기 유수를 맞추어 초음파를 작용시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정방법을 그 요지로 한다.

청구항 13에 기재된 발명에 의하면, 초음파 진동자로부터 출력된 초음파는 처치부의 사이즈에 대응한 폭을 가지고 적절히 수속되어, 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등이 효율적으로 제거된다. 이와 같이 하면, 사용자의 기량에 관계없이 구강 세정을 효율적으로 확실히 행할 수 있다.

청구항 14에 기재된 발명은, 초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식 초음파 구강 세정방법으로서, 초음파 진동자를 구동하는 발진 주파수를 100㎑ 이상으로 하여 그 주파수를 f(㎑), 상기 초음파 진동자의 직경을 D(m), 상기 초음파 진동자에의 평균공급전력을 P(W)로 했을 때, f×D×P의 연산식에 의해 산출되는 값이 500 이하가 되도록 설정하고, 상기 초음파 진동자를 이용하여 상기 초음파를 세정액에 전반시키는 스텝과, 상기 초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 상기 구강내에 출력하고, 처치부에 상기 유수를 맞추어 초음파를 작용시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정방법을 그 요지로 한다.

청구항 14에 기재된 발명에 의하면, 구강 세정에 적합한 음압의 초음파를 구강내의 처치부에 작용시킬 수 있어, 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등이 효율적으로 제거된다. 이와 같이 해도, 사용자의 기량에 관계없이 구강 세정을 효율적으로 확실히 행할 수 있다.

이상 상세히 서술한 것처럼, 청구항 1 내지 14에 기재된 발명에 의하면, 구강내를 효율적으로 확실히 세정할 수 있다.

도 1은 일실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치를 나타내는 개략 구성도.
도 2는 세정기 본체 및 흡인노즐을 나타내는 사시도.
도 3은 세정기 본체를 나타내는 단면도.
도 4는 유수식 초음파 구강 세정장치를 이용한 세정방법을 나타내는 설명도.
도 5는 400㎑의 초음파의 음압분포를 나타내는 설명도.
도 6은 2.4㎒의 초음파의 음압분포를 나타내는 설명도.
도 7은 200㎑의 초음파의 음압분포를 나타내는 설명도.
도 8은 초음파 구강 세정 전의 상악전치부(上顎前齒部)의 입술측의 사진을 나타내는 설명도.
도 9는 초음파 구강 세정 후의 상악전치부의 입술측의 사진을 나타내는 설명도.
도 10은 미소 돼지(miniature pig)의 잇몸 점막의 조직상을 나타내는 단면도.
도 11은 초음파 구강 세정에 의한 치구 제거율을 나타내는 그래프.
도 12는 플라크 부착 전의 시험편의 SEM 사진을 나타내는 설명도.
도 13은 플라크 부착 후의 시험편의 SEM 사진을 나타내는 설명도.
도 14는 초음파 구강 세정 후의 시험편의 SEM 사진을 나타내는 설명도.
도 15는 다른 실시형태의 굴곡 노즐을 나타내는 단면도.
도 16은 다른 실시형태의 세정기 본체 및 흡인노즐을 나타내는 사시도.
도 17은 다른 실시형태의 세정기 본체를 나타내는 단면도.
도 18은 다른 실시형태의 세정기 본체를 나타내는 단면도.
도 19는 다른 실시형태의 세정기 본체를 나타내는 단면도.
도 20은 다른 실시형태의 세정기 본체를 나타내는 단면도.
도 21은 다른 실시형태의 세정기 본체를 나타내는 단면도.
도 22는 다른 실시형태의 세정액 공급장치를 나타내는 개략 구성도.
도 23은 다른 실시형태의 세정기 본체를 나타내는 사시도.

이하, 본 발명을 유수식 초음파 구강 세정장치에 구체화한 일실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 유수식 초음파 구강 세정장치(1)는, 세정액 공급장치(2)(세정액 공급수단), 유량 컨트롤러(3), 세정기 본체(4), 초음파 제어장치(5) 및 흡인 배수장치(6)를 구비하고 있다. 유수식 초음파 구강 세정장치(1)는, 초음파(S1)를 전반시킨 세정액(W1)을 유수로서 구강내에 주입하면서 초음파 세정한다.

세정액 공급장치(2)는, 세정액(W1)을 저류(貯留)하는 세정액 탱크(11)와, 그 세정액 탱크(11)에 접속되는 펌프(12)를 구비한다. 세정액 공급장치(2)는, 공급 배관(13)을 통하여 세정기 본체(4)에 접속되어 있고, 펌프(12)를 구동하는 것에 의해서 세정액 탱크(11)내의 세정액(W1)을 세정기 본체(4)에 공급한다.

유량 컨트롤러(3)는, 세정액 공급장치(2)와 세정기 본체(4)를 접속하는 공급 배관(13)의 도중에 설치되어 있고, 세정액(W1)의 유량을 조정하기 위한 조작 손잡이(15)를 구비하고 있다. 유량 컨트롤러(3)는, 조작 손잡이(15)의 조작량에 따라서, 세정기 본체(4)에 공급하는 세정액(W1)의 유량을 3L∼0.1L/분의 범위내에서 제어한다.

세정기 본체(4)는, 펜형의 형상을 가지는 진동자 케이스(21)와, 진동자 케이스(21)내에 장착되어, 세정액(W1)에 초음파(S1)를 전반시키는 원판 형상의 초음파 진동자(22)를 구비한다. 초음파 진동자(22)의 직경은, 예를 들면 φ30㎜이고, 400㎑의 주파수의 초음파(S1)를 세정액(W1)중에 출력한다. 진동자 케이스(21)에 있어서, 일단측(도 1에서는 좌측이 되는 후단측)이 되는 진동자 장착부(23)에 초음파 진동자(22)가 설치되어 있다. 또한, 진동자 케이스(21)의 측면에는, 초음파 진동자(22)의 진동면(24)에 세정액(W1)을 공급하기 위한 공급구(26)가 설치되어 있고, 그 공급구(26)에 공급 배관(13)의 단부가 접속되어 있다. 또한, 진동자 케이스(21)는, 초음파 진동자와 대향하는 타단측(도 1에서는 우측이 되는 선단측)으로 감에 따라서 끝이 가늘어지는 형상으로 형성되고, 그 선단부에는 세정액(W1)을 유수로서 출력하는 유출구(27)가 설치되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 진동자 케이스(21)의 외경(外徑)은, 손으로 드는 것이 가능한 사이즈이며, 예를 들면 40㎜ 정도이다. 진동자 케이스(21)에 있어서의 후단부의 내경(內徑)은, 초음파 진동자(22)의 사이즈에 맞추어 30㎜가 되어 있다. 또한, 진동자 케이스(21)에 있어서, 선단부의 유출구(27)의 구경(口徑)은, 예를 들면 5㎜ 정도이며, 초음파 진동자(22)의 진동면(24)로부터 유출구(27)까지의 거리는, 예를 들면 50㎜ 정도이다. 또한, 본 실시형태의 세정기 본체(4)에 있어서, 진동자 케이스(21)의 유출구(27)에는, 유수의 방향을 변경 가능한 굴곡 노즐(28)이 설치되어 있다. 이 굴곡 노즐(28)은, 유수의 방향이 흡인노즐(30)(세정액 배수수단)측을 향하도록 구부러져 있다. 구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 진동자 케이스(21)의 중심축(O1)에 대해서, 노즐 선단부의 각도 θ1이 5°∼90°가 되도록 구부러져 있다. 또한, 굴곡 노즐(28)에 있어서의 노즐 선단의 개구지름(노즐지름)은, 4㎜이며, 초음파의 파장보다 커지도록 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 초음파의 주파수가 400㎑, 세정액(W1)의 음속이 1500m/s이기 때문에, 초음파의 파장은, 3.75㎜(=1500m/s÷400㎑)가 된다.

본 실시형태에서는, 진동자 케이스(21)의 유출구(27) 및 굴곡 노즐(28)의 단면 형상은 원형이다. 또한, 굴곡 노즐(28)의 각도 θ1은, 고정이더라도 좋고, 자유롭게 조정할 수 있도록 구성해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들면, 노즐(28)을 벨로우즈(bellows) 형상의 관으로 구성하고, 노즐(28)의 각도 θ1을 조정해도 좋다. 또한, 진동자 케이스(21)의 중심축(O1)을 기준으로 하여 노즐(28)의 휨방향을 회전 가능하게 구성해도 좋다. 또한, 굴곡 노즐(28)의 길이는, 처치부가 되는 어금니, 앞니, 치아 사이 등의 세정 위치에 따라 적절히 변경해도 좋다. 예를 들면, 앞니를 세정하는 경우에는 2㎝ 정도의 길이의 노즐을 이용하고, 어금니를 세정하는 경우에는 5㎝ 정도의 길이의 노즐을 이용하도록 해도 좋다.

본 실시형태에 있어서, 진동자 케이스(21) 및 굴곡 노즐(28)은, 스테인리스 등의 금속재로 형성되어 있다. 한편, 진동자 케이스(21) 및 굴곡 노즐(28)은, 금속 이외에, 유리, 세라믹, 수지 등을 이용하여 형성해도 좋다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 초음파 제어장치(5)는, 발진 회로(31)와 풋 스위치(32)를 구비한다. 풋 스위치(32)는, 사용자의 다리로 조작하는 조작부재이며, 초음파(S1)의 온·오프를 제어하는 출력 스위치(33)나, 초음파의 출력 모드(연속 모드, 버스트 모드)를 전환하는 모드 전환 스위치(34,35) 등이 설치되어 있다.

풋 스위치(32)는, 각 스위치(33∼35)의 조작 상황에 따른 스위치 신호를 발진회로(31)에 출력한다. 발진회로(31)는, 배선코드(36)를 통하여 세정기 본체(4)의 초음파 진동자(22)에 전기적으로 접속되고 있고, 풋 스위치(32)의 스위치 신호에 따른 구동 신호를 초음파 진동자(22)에 출력한다. 여기서, 초음파(S1)의 출력 모드로서 연속 모드가 선택된 경우, 초음파 진동자(22)가 연속적으로 구동되고, 버스트 모드가 선택된 경우에는, 초음파 진동자(22)가 간헐적으로 구동된다. 본 실시형태에 있어서, 초음파 제어장치(5)의 발진회로(31)로부터 초음파 진동자(22)에 공급되는 평균공급전력은, 약 12W이다. 또한, 발진회로(31)의 발진 주파수는, 400㎑이다.

흡인노즐(30)은, 은행나무의 잎과 같이 부채형으로 확대된 흡입구(37)와, 흡입구(37)에 접속된 흡인 배관(38)과, 흡인 배관(38)의 기단(基端)에 설치된 조인트부(39)를 가지고, 조인트부(39)를 통하여 흡인 배수장치(6)에 접속되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 흡인노즐(30)은, 진동자 케이스(21)의 외주면에 돌출 형성된 파지대(41)에 고정되어 있다. 또한, 흡인노즐(30)의 흡입구(37)는, 부채형의 바닥면부(37a)와 그 양측에 형성된 가이드부(37b)를 가지고, 구강내를 초음파 세정한 사용이 끝난 세정액(W1)을 처치부(42)(예를 들면, 치아)의 아래쪽에서 받아 배수한다(도 4 참조). 한편, 처치부(42)로서는, 치아의 표면이나 치근 이외에 치과용 임플란트 등으로서도 좋다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 흡인 배수장치(6)는, 세정액(W1)을 회수하는 회수용기(45)와, 회수용기(45)에 접속되는 펌프(46)를 구비한다. 흡인 배수장치(6)에 있어서, 펌프(46)를 구동하는 것에 의해, 세정액(W1)을 흡인노즐(30)로 흡인하는 것과 함께, 흡인한 세정액(W1)을 회수용기(45)내에 회수한다.

본 실시형태에서는, 유수식 초음파 구강 세정장치(1)의 전원으로서, 예를 들면, 가정용 전원(도시 생략)이 이용되고 있다. 한편, 유수식 초음파 구강 세정장치(1)의 전원을 배터리 전원으로 변경하여, 가정용 전원이 없는 장소에서도 유수식 초음파 구강 세정장치(1)를 이용할 수 있도록 구성해도 좋다.

다음에, 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)를 이용하여 구강내를 세정하는 방법에 대해 설명한다.

사용자(구체적으로는, 치과의사)는, 세정기 본체(4)를 한 손으로 들어 세정기 본체(4)를 이동시켜, 환자의 구강내의 처치부(42)에 굴곡 노즐(28)의 선단을 향하여 배치하는 것과 함께, 흡인노즐(30)의 부채형의 흡입구(37)를 처치부(42)의 하방에 배치한다. 즉, 굴곡 노즐(28)과 흡인노즐(30)과의 사이에 처치부(42)의 치아를 끼워 넣도록 한다(도 4 참조). 또한, 사용자는, 풋 스위치(32)의 모드 전환 스위치(34,35)를 조작하여, 초음파(S1)의 출력 모드를 선택한다. 또한, 사용자는, 유량 컨트롤러(3)의 조작 손잡이(15)를 조작하여, 세정액(W1)의 유량을 예를 들면 0.9L/분으로 설정한다. 이 후, 사용자는, 세정액 공급장치(2) 및 흡인 배수장치(6)의 전원 스위치(도시 생략)를 온 하고 각 펌프(12,46)를 구동하는 것과 함께, 풋 스위치(32)의 출력 스위치(33)를 온하여 발진회로(31)를 구동한다.

이 결과, 세정액 공급장치(2)로부터 세정기 본체(4)에 세정액(W1)이 공급되는 것과 함께, 세정기 본체(4)의 진동자 케이스(21)내에 있어서, 초음파 진동자(22)로부터 세정액(W1)에 400㎑의 초음파(S1)가 전반된다. 진동자 케이스(21)의 선단부는 유출구(27)를 향해서 끝이 가늘어지는 형상이 되어 있고, 초음파(S1)가 전반된 세정액(W1)은, 선단부에서 유수가 수속된 후, 유출구(27) 및 굴곡 노즐(28)을 통하여 구강내의 처치부(42)에 접촉된다. 이 때, 처치부(42)에는 세정액(W1)중을 전반하는 초음파(S1)가 작용하여 처치부(42)의 더러움(점막상의 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등)이 제거된다. 그리고, 사용자는, 세정 후의 세정액(W1)을 흡인노즐(30)로 흡인하여, 세정 폐수로서 흡인 배수장치(6)의 회수용기(45)내에 배수된다.

이와 같이 하여, 환자의 구강내를 초음파 세정한 후, 풋 스위치(32)의 출력 스위치(33)나 도시하지 않는 전원 스위치 등을 오프하고, 각 장치(2,5,6)를 정지하여, 초음파 세정의 처리를 종료한다.

본 발명자들은, 초음파 진동자(22)로부터 출력되는 400㎑의 초음파(S1)의 음압을 시뮬레이션으로 확인하였다. 그 결과를 도 5에 나타내고 있다. 또한, 도 6에는, 2.4㎒의 초음파(S1)를 출력하는 경우의 시뮬레이션 결과를 나타내고, 도 7에는, 200㎑의 초음파(S1)를 출력하는 경우의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 경우, 초음파 진동자(22)로부터의 거리가 50㎜(진동자 케이스(21)의 유출구(27) 부근)∼100㎜(노즐(28)의 선단 부근)에서, 음압이 강한 영역이 보여지고 있다. 또한, 도 6에 나타내는 고주파(2.4㎒)의 경우와 비교하여, 초음파 진동자(22)의 지름방향으로 비교적 완만한 확대부를 가지고, 강한 수속이 일어나지 않은 것이 확인되었다. 실시형태에서는, 직경이 φ30㎜인 초음파 진동자(22)를 이용했지만, 초음파(S1)가 실제로 출력되는 실효지름은 φ26㎜였다. 한편, 도 6에 나타내는 2.4㎒의 경우에는 실효지름이 φ11㎜의 초음파 진동자(22)를 이용하고, 도 7에 나타내는 200㎑의 경우에는 실효지름이 φ30㎜의 초음파 진동자(22)를 이용하고, 50㎜부근에서 초음파(S1)의 초점을 연결하도록 하고 있다.

도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 고주파수에서는 수속이 강하게 일어나, 저주파수일수록 수속이 완만하게 되지만, 초음파(S1)가 수속되어 음압이 강해지는 수속 영역(진동자(22)의 축방향이 되는 Z방향의 영역)은, 저주파수일수록 짧아진다. Z방향의 수속 영역을 넓게 취하려고 하면, 초음파 진동자(22)의 직경을 크게 할 필요가 있다. 이들 시뮬레이션 결과에 기초하여, 초음파(S1)가 너무 강하게 수속되지 않고 세정 효과를 얻을 수 있는 것, 초음파 진동자(22)의 직경이 작은 것, Z방향의 수속 영역이 긴 것의 3점을 고려하여, 초음파 진동자(22)의 발진 주파수(초음파(S1)의 주파수)를 100㎑ 이상 3㎒ 이하의 주파수로 한다. 이와 같이 하면, 구강 세정을 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.

특히, 치아의 빈틈의 미세한 더러움을 확실히 세정하는 경우, 고주파수의 초음파(S1)를 이용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 주파수에 따라서, 초음파 진동자(22)에 공급하는 평균공급전력을 작게 하는 것과 함께, 진동자지름을 작게 설정한다. 구체적으로는, 초음파 진동자(22)의 발진 주파수를 f(㎑), 초음파 진동자(22)의 직경을 D(m), 초음파 진동자(22)에의 평균공급전력을 P(W)로 했을 때, f×D×P의 연산식에 의해 산출되는 연산치가 500 이하가 되도록 구성한다.

덧붙여서, 반도체 기판의 세정용으로서 제품화되고 있는 종래의 유수식 초음파 세정기에는, 이하와 같은 상품 A, B, C가 있다. 구체적으로는, 상품 A에서는, 주파수 f가 400㎑, 진동자지름 D가 0.04m, 공급전력 P가 100W이다. 상품 B에서는, 주파수 f가 1㎒, 진동자지름 D가 0.020m, 공급전력 P가 60W이다. 상품 C에서는, 주파수 f가 3㎒, 진동자지름 D가 0.015m, 공급전력 P가 40W이다.

이들 상품 A∼C에 있어서, 주파수 f(㎑)×진동자지름 D(m)×평균공급전력 P(W)에서 연산되는 연산치는, 상품 A의 경우에서 1600, 상품 B의 경우에서 1200, 상품 C의 경우에서 1800이 되어, 모두 500을 넘고 있다. 이것에 대해서, 주파수 f에 따라서, 진동자지름 D를 작게 하고 평균공급전력 P를 작게 하고, 연산치를 500 이하로 하는 것에 의해, 구강 세정에 적합한 음압의 초음파(S1)를 구강내의 처치부(42)에 작용시킬 수 있어, 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등이 효율적으로 제거된다.

본 발명자들은, 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)를 이용하여, 상악전치부의 입술측의 플라크를 제거하는 경우의 세정 효과를 확인하였다. 여기에서는, 먼저, 상악전치부(100)의 입술측에 부착되어 있는 플라크를 플라크 염색액으로 염색한다(도 8 참조). 또한 편의상, 도 8에서는 흑백의 사진으로 상악전치부(100)의 플라크가 나타나 있지만, 실제의 컬러 사진에서는, 플라크 부착 부위가 적색으로 염색되어 있다. 그리고, 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 있어서의 굴곡 노즐(28)의 선단과 치면까지의 거리를 약 20㎜로 유지하고, 초음파(S1)가 전반된 세정액(W1)의 유수를 굴곡 노즐(28)로부터 플라크 부착 부위에 60초간 작용시켰다. 그 결과를 도 9에 나타내고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 구강 세정 후의 상악전치부(100)에서는, 염색된 플라크가 표면으로부터 제거되어 있는 것이 확인되었다.

또한, 이하의 수법으로 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 의한 조직 장해성을 확인하였다. 구체적으로는, 미소 돼지의 잇몸 점막을 대상으로 하고, 굴곡 노즐(28)의 선단으로부터 잇몸 점막까지 약 20㎜ 떼어 놓은 상태에서 세정 처치를 행하여, 초음파(S1)가 전반된 세정액(W1)의 유수를 굴곡 노즐(28)로부터 잇몸 점막에 3분간 작용시켰다. 도 10에는, 그 세정 처치 후에 있어서 24시간 경과한 상태에서의 조직상(101)을 나타내고 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 상피(上皮)에 있어서의 호중구(好中球)의 침윤이나 고유층에 있어서의 단핵세포 침윤은 관찰되지 않고, 수종(水腫) 등의 급성 염증 반응도 관찰되지 않았다. 이 때문에, 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 의한 잇몸 조직에 대한 위해(爲害) 작용은 없다고 판단할 수 있었다.

또한, 본 발명자들은, 치과용 임플란트(티탄제 경면(鏡面) 가공 및 조면(粗面) 가공)에 대한 유수식 초음파 구강 세정장치(1)의 세정 효과를 확인하였다. 구체적으로는, 먼저, 치과용 임플란트와 같은 표면 성상(性狀)을 가지는 시험편(경면 가공의 시험편 및 조면 가공의 시험편)을 준비한다. 그리고, 시험편을 탈착 가능한 의치형 장치에 고정하고, 피험자의 구강내에서 3일간 유지하여 표면에 치구(바이오 필름)를 형성시켰다. 그 후, 시험편을 구강 밖으로 꺼내어, 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 의해 3분간 세정을 행하였다. 이 때의 초음파 진동자(22)에의 공급전력은 12W, 유수량은 0.3L/분으로 하였다. 또 여기에서는, 세정 전의 시험편 표면에 있어서의 치구를 플라크 염색액으로 염색해 두고, 세정 전 및 세정 후에 있어서의 치구의 부착 상태를 디지털 현미경으로 관찰하는 것에 의해, 치구 제거율을 산출하였다.

여기에서는, 시험편의 표면에 부착되어 있는 치구의 파괴·제거 후의 상태에 대해서, 시험편의 표면 형상을 전체 초점 화상(도시 생략)을 이용한 삼차원 표시에 의해 측정하였다. 그 결과, 시험편상에 부착된 대략 10㎛의 두께의 치구가 박리되어, 금속 표면이 노출되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 치구 제거율은, 경면 가공 및 조면 가공의 양 시험편 모두, 80% 이상인 것이 관찰되었다(도 11 참조).

또한, 주사형 전자현미경(SEM)을 이용하여 세균의 제염(除染) 정도를 확인하였다. 여기에서는, 임플란트 시험편으로서, 도 12의 SEM 사진으로 나타나는 조면 가공의 시험편(103)을 이용하고 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 플라크를 부착시키지 않은 플라크 비오염 표면에서는, 조면의 요철이 관찰된다. 한편, 도 13에 나타내는 바와 같이, 플라크를 부착시킨 시험편(103)에서는, 세균덩어리·바이오 필름이 시험편(103) 전체를 덮는 것이 관찰되었다. 이 플라크 부착 시험편(103)에 대해서, 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 의해 유수 세정(초음파 조사)을 행하였다. 그 결과, 도 14에 나타내는 바와 같이, 시험편(103)의 표면에는 세균덩어리·바이오 필름은 관찰되지 않고, 시험편(103)의 조면에 있어서의 요철이 관찰되었다. 이와 같이, 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)를 이용하여 구강 세정을 행하는 경우, 치과용 임플란트의 치구 제거에도 효과적인 것이 확인되었다.

따라서, 본 실시형태에 의하면 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 있어서, 초음파 진동자(22)의 발진 주파수 f는 400㎑이며, 초음파 진동자(22)의 직경 D가 30㎜이다. 이와 같이 하면, 초음파(S1)는, 진동자 케이스(21)의 유출구(27) 부근에서 처치부(42)의 사이즈에 대응한 폭을 가지고 적절히 수속된다. 또한, 초음파 진동자(22)에의 공급전력 P는 12W이며, 종래 제품과 비교해 작아지고 있다. 이 때문에, 강한 초음파(S1)가 작용하여 잇몸 등이 저온 화상이 된다고 하는 문제가 회피된다. 따라서, 구강내의 처치부(42)에 유수를 맞추는 것에 의해, 적절한 음압의 초음파(S1)가 확실히 작용하여, 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등이 효율적으로 제거된다. 이와 같이, 유수식 초음파 구강 세정장치(1)를 이용하면, 사용자의 기량에 관계없이 구강 세정을 효율적으로 확실히 행할 수 있다.

(2) 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 있어서, 초음파 진동자(22)의 발진 주파수를 100㎑ 이상으로 하고 그 주파수를 f(㎑), 초음파 진동자(22)의 직경을 D(m), 초음파 진동자(22)에의 평균공급전력을 P(W)로 했을 때, f×D×P의 연산식에 의해 산출되는 연산치가 500 이하가 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 특히, 발진 주파수 f가 200㎑∼500㎑인 경우에는, 연산치를 200 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 초음파 진동자(22)의 발진 주파수 f를 400㎑, 진동자지름 D를 0.03m, 평균공급전력 P를 12W로 하는 경우, 연산치는 144가 된다. 이와 같이 하면, 구강 세정에 적합한 음압의 초음파(S1)를 구강내의 처치부(42)에 작용시킬 수 있어, 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등을 효율적으로 제거할 수 있다.

(3) 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에서는, 초음파 진동자(22)의 직경 D가 30㎜이며, 세정기 본체(4)를 컴팩트하게 형성할 수 있다. 또한, 세정기 본체(4)는 펜형이기 때문에, 세정기 본체(4)를 한 손으로 들고 조작이 가능해져, 취급하기 쉬워진다. 구체적으로는, 한쪽의 손으로 세정기 본체(4)를 가지고, 다른쪽의 손으로 거울을 가지고, 처치부(42)의 위치를 거울로 확인하면서 구강 세정을 확실히 행할 수 있다.

(4) 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 있어서, 진동자 케이스(21)의 유출구(27)에 굴곡 노즐(28)을 설치하는 것에 의해, 유수의 방향이 진동자 케이스(21)의 중심축(O1)에 대해서 5° 이상 90° 이하의 각도 θ1로 변경된다. 이와 같이 하면, 구강내에 있어서 앞니의 뒤쪽, 어금니, 치아 사이 등의 부분에도 확실히 유수를 접촉시킬 수 있다.

(5) 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에서는, 굴곡 노즐(28)의 선단의 개구지름(노즐지름)이 초음파(S1)의 파장보다 커지도록 형성되어 있다. 여기서, 초음파(S1)의 파장보다 개구지름이 작으면 초음파는 반사에 의해서 출구로부터 나오지 않게 되어, 유수에 실린 초음파가 크게 감쇠되어 버린다. 한편, 초음파의 반사란, 노즐 선단측으로부터 초음파 진동자(22)를 향하여 초음파가 되돌아오는 것이고, 노즐 각도 θ1이 커질수록 반사가 커진다. 이것에 대해서, 본 실시형태에서는, 노즐 선단의 개구지름이 초음파의 파장보다 커지도록 형성되어 있으므로, 노즐 선단에서의 초음파의 반사가 적어진다. 따라서, 초음파가 감쇠하는 일 없이 유수에 확실히 전반되기 때문에, 구강내의 처치부(42)에 초음파(S1)를 확실히 작용시킬 수 있다.

(6) 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 있어서, 흡인노즐(30)은 부채형으로 확대된 흡입구(37)를 가지므로, 구강내의 처치부(42)에 맞고나서 하방에 떨어진 사용이 끝난 세정액(W1)을 확실히 흡인하여 배수할 수 있다.

(7) 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에서는, 세정액(W1)의 유수의 유량을 조정하는 유량 컨트롤러(3)를 구비하므로, 처치부(42)의 세정에 적절한 유량으로 조정할 수 있다. 또한, 초음파 제어장치(5)에 있어서, 풋 스위치(32)를 다리로 조작하는 것에 의하여, 초음파(S1)의 출력 모드를 연속 모드와 버스트 모드로 전환할 수 있고, 또한 초음파(S1)의 출력을 온·오프 제어할 수 있다. 이와 같이 하면, 사용자는 다리를 사용하고, 처치부(42)에 작용시키는 초음파(S1)를 적정하게 조정할 수 있어, 구강 세정을 보다 확실히 행할 수 있다.

(8) 본 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)는, 세정액(W1)의 유량을 억제할 수 있으므로, 의료 현장에서 매우 사용하기 쉬워진다. 또한, 세정액(W1)으로서 물을 이용해도, 충분한 세정 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 세제 등의 약제를 사용할 필요가 없어, 환경적으로도 뛰어난 제품이 된다.

한편, 본 발명의 실시형태는 이하와 같이 변경해도 좋다.

·상기 실시형태에 있어서, 세정기 본체(4)의 유출구(27)에 설치되는 굴곡 노즐(28)은, 동일 방향(도 3에서는 아래쪽 방향)으로 굴곡되는 노즐이었지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 15의 굴곡 노즐(28A)과 같이, 노즐 선단의 개구 방향과는 반대측이 되는 방향(도 15에서는 위쪽 방향)으로 일단 구부려지고 그 선단측에서 되돌려져 구부러지도록 굴곡된 노즐이더라도 좋다. 이 굴곡 노즐(28A)에 있어서도, 진동자 케이스(21)의 중심축(O1)에 대해서, 노즐 선단부의 각도 θ1이 5°∼90°가 되어 있다. 또한, 굴곡 노즐(28A)내에 있어서의 굴곡 부분에는, 초음파(S1)를 노즐의 개구 방향으로 반사하는 반사판(29)이 설치되어 있다. 또한, 굴곡 노즐(28A)의 선단이 진동자 케이스의 중심축(O1)상에 배치되어 있다. 이러한 굴곡 노즐(28A)을 이용해도, 구강내에 있어서 앞니의 뒤쪽, 어금니, 치아 사이 등의 부분에, 노즐 선단을 용이하게 배치시킬 수 있어, 유수를 확실히 맞출 수 있다. 또한, 굴곡 부분에 설치된 반사판에 의해서 노즐 선단에 초음파를 확실히 이끌 수 있어, 앞니의 뒤쪽, 어금니, 치아 사이 등의 부분에 초음파를 확실히 작용시킬 수 있다.

·상기 실시형태에 있어서, 세정기 본체(4)의 유출구(27)에는 유수의 방향을 바꾸는 굴곡 노즐(28,28A)을 설치했지만, 굴곡 노즐(28,28A)을 설치하지 않은 세정기 본체(4)를 이용하여 세정액(W1)을 유출구(27)로부터 직접 출력하도록 구성해도 좋다.

·상기 실시형태에 있어서, 세정액 배수수단으로서의 흡인노즐(30)은, 부채형의 흡입구(37)를 구비하는 것이었지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 16에 나타내는 바와 같이, 관 형상으로 형성된 흡인노즐(50)을 이용해도 좋다. 도 16의 흡인노즐(50)은, 세정기 본체(4)의 유출구(27) 근방에서 세정액(W1)의 유수가 접촉하는 세정 포인트를 향하여 개구하도록 흡입구(51)가 개구되어 있다. 이 흡인노즐(50)을 이용하면, 초음파 세정시에 구강내에 모인 사용이 끝난 세정액(W1)을 재빨리 배수할 수 있다.

·도 17, 도 18, 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 세정기 본체(4)의 세정 포인트를 빛으로 나타내도록 구성해도 좋다. 구체적으로는, 도 17의 세정기 본체(4)에서는, 진동자 케이스(21)에 있어서, 세정액(W1)의 공급구(26)와 대향하는 위치에 LED(53)(발광수단)을 설치하여, LED(53)로부터 진동자 케이스(21) 안쪽으로 향해서 빛(L1)을 발광한다. 이 경우, 진동자 케이스(21)내를 흐르는 세정액(W1)중에 빛(L1)이 전반하여, 케이스 선단부에 설치된 유출구(27)로부터 유수와 함께 빛(L1)이 출력된다. 이 빛(L1)의 조사 방향에 의해서 유수가 접촉하는 세정 포인트가 나타난다. 이 때문에, 초음파 세정이 필요한 처치부(42)에 확실히 유수를 접촉시킬 수 있어, 구강 세정을 효율적으로 신속히 행할 수 있다.

또한, 도 18에 나타내는 바와 같이, 원환 형상(도너츠 형상)의 초음파 진동자(22A)를 이용하여 초음파 진동자(22A)의 중심 위치에 LED(53)를 설치하고, LED(53)로부터 유출구(27)를 향해서 빛(L1)을 발광하도록 구성해도 좋다. 한편, LED(53)와 초음파 진동자(22A)의 빈틈에는 고무 등의 제진부재(54)가 개재되어 있고, 초음파 진동이 LED(53)에 전해지지 않도록 구성되어 있다. 이와 같이 초음파 진동자(22A)의 중심부에 LED(53)를 설치하면, 도 17과 같이 진동자 케이스(21)의 측면에 LED(53)를 설치하는 경우와 비교하여, 강한 빛(L1)을 조사할 수 있어, 세정 포인트를 확실히 나타낼 수 있다.

또한, 도 19에 나타내는 바와 같이, 진동자 케이스(21)에 있어서, 유출구(27)측으로 감에 따라서 끝이 가늘어지도록 형성된 외벽부(21a)의 2개소에 LED(53)를 설치하고, 각 LED(53)가 발하는 빛(L1)의 교차 위치에서 세정 포인트를 나타내도록 구성해도 좋다. 여기서, 유수중의 초음파(S1)의 음압은 초음파 진동자(22)로부터의 거리에 따라서 다르지만, 그 초음파(S1)의 음압이 강해지는 최적인 세정 포인트를 LED(53)의 빛(L1)에 의해서 정확하게 나타낼 수 있다.

또한, LED(53)로서는, 465㎚의 파장의 빛(L1)을 발하는 청색 LED를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는, 치구(플라크) 중, 치주병을 일으키기 쉬운 것은, 그람 음성균을 많이 포함한 플라크이고, 적혈구를 용해하여 헤모글로빈으로부터 헴을 산생(産生)하는 균이 많을 때라고 일컬어지고 있다. 이 플라크는, 465㎚의 파장의 빛(L1)에 대해서 적색의 미약광을 반사하는 특성을 가지고 있다. 따라서, 465㎚의 빛(L1)을 차단하는 선글라스를 쓰고, 상술한 구강 세정을 행하면, 플라크가 떨어지는 상태를 육안으로 확인으로 할 수 있다.

·도 20에 나타내는 세정기 본체(4)와 같이, 진동자 케이스(21)내에 있어서, 초음파 진동자(22)의 진동면(24)에 초음파 전반매체(W2)(구체적으로는 물)를 유지하는 전반매체 유지층(55)과, 세정액(W1)의 유체가 공급되는 공급층(56)과의 2중층 구조로 구획하는 매체 유지부재(57)를 설치해도 좋다. 한편, 각 층(55,56)의 구분에 사용하는 매체 유지부재(57)로서는, 스테인리스제의 필름이나 폴리에틸렌제의 필름 등의 박막 필름을 이용한다. 이 경우, 세정 처리의 정지시에, 세정액(W1)이 공급층(56)으로부터 배출되었을 때에도, 초음파 진동자(22)의 진동면(24)에 초음파 전반매체(W2)가 확실히 유지된다. 이 때문에, 세정액이 없는 상태로 초음파(S1)가 작용하게 되는 경우를 방지하여, 세정액이 없는 상태에서의 작동에 의해서 초음파 진동자(22)가 고장이 난다는 문제를 회피할 수 있다.

또한, 도 21에 나타나는 세정기 본체(4)와 같이, 진동자 케이스(21)내를 매체 유지 부재(57)에 의해서 2중층 구조로 구획하는 것과 함께, 전반매체 유지층(55)에 냉각수(W3)를 공급하도록 구성해도 좋다. 한편, 매체 유지 부재(57)는, 초음파 진동자(22)의 진동면(24)에 대해서 약간 경사진 상태로 설치되어 있어, 전반 매체 유지층(55)에 있어서의 냉각수(W3)의 용량이 충분히 확보되게 되어 있다. 이와 같이 하면, 세정액이 없는 상태로 초음파 S1가 작동되는 것이 방지되는데 더하여, 초음파 진동자(22)를 냉각할 수 있으므로, 초음파 진동자(22)의 고장을 확실히 방지할 수 있다.

·도 22에 나타내는 바와 같이, 세정액 공급장치(2)에 있어서, 세정액(W1)에 탄산가스(CO₂)를 버블링하는 버블링 장치(60)를 더 설치해도 좋다. 이와 같이, 세정액(W1)에 탄산가스를 버블링하면, 세정액(W1)중의 공기가 배출되어 탄산가스로 치환된다. 이 경우, 세정액(W1)중에 있어서 초음파(S1)의 조사에 의한 OH래디컬(하이드록시 래디컬)의 생성을 억제할 수 있다. 일반적으로, 세정액(W1)에 강력한 초음파(S1)를 조사하면, 캐비테이션이 발생하여, 그 압축, 붕괴 과정에서 고온의 반응장(反應場)이 생성된다. 이 캐비테이션의 온도는, 용존(溶存)하고 있는 가스의 종류에 따라서 달라, 단원자, 2원자의 가스의 경우보다 탄소가스와 같은 3원자 가스 쪽이 낮아진다. 이와 같이, 세정액(W1)중에 있어서 탄산가스를 포함시킴으로써 OH 래디컬이 생성되기 어려워져, OH 래디컬에 의한 분해 반응(화학 반응)이 억제된다. 한편, 탄산가스 외에 웃음 가스(N₂O)와 같은 3원자 가스를 이용하여 OH 래디컬의 생성을 억제하도록 해도 좋다.

·상기 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에서는, 펜형의 세정기 본체(4)를 이용했지만 이것에 한정되는 것이 아니라, 도 23에 나타나는 피스톨형의 세정기 본체(4A)를 이용해도 좋다. 도 23의 세정기 본체(4A)는, 진동자 케이스(21)의 후단부에 파지부(61)가 연결되어 있고, 그 파지부(61)의 전면(前面)에는, 유수의 출력(유수의 출수(出水) 및 지수(止水))을 조정하기 위한 트리거 스위치(62)가 돌출 형성되어 있다. 또한, 파지부(61)의 상단면에는, 유수의 유량 또는 유출구(27)의 구경 등을 조정하기 위한 조정 다이얼(63)이 설치되어 있다. 이 세정기 본체(4A)를 이용하면, 유수의 출력이나 유량 등을 한 손으로 용이하게 조정할 수 있어, 구강 세정을 신속하고 확실히 행할 수 있다.

·상기 실시형태에 있어서, 진동자 케이스(21)의 유출구(27)의 단면 형상은 원형이었지만, 이 형상을 타원 형상으로 변경해도 좋다. 이 경우, 일점이 아니라, 라인 형상의 세정이 가능해진다. 또한, 초음파 진동자(22)는 원판 형상이었지만, 타원 형상으로 해도 좋다. 이 경우, 초음파 진동자(22)의 최대지름(장경)을 50㎜ 이하로 설정한다. 또한, 초음파 진동자(22)는, 사각형 형상의 진동자를 이용해도 좋다. 이 경우, 진동자 케이스(21)의 유출구(27)를 초음파 진동자(22)의 형상에 맞추어 슬릿 형상으로 변경한다. 한편, 슬릿은, 구강의 폭 정도의 길이로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 세정기 본체(4)의 세정 범위를 라인 형상으로 넓힐 수 있어, 구강 세정을 신속히 행할 수 있다. 이러한 라인 타입의 세정기 본체(4)를 이용하는 경우, 초음파의 주파수 f(㎑)×초음파 진동자(22)의 면적 S(㎡)×평균공급전력 P(W)으로 연산되는 연산치가 100 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 구강 세정에 적합한 음압의 초음파(S1)를 구강내의 처치부(42)에 작용시킬 수 있어, 치구나 구강 점막상의 미생물이나 음식물 찌꺼기 등이 효율적으로 제거된다.

·상기 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에서는, 전용의 흡인 배수장치(6)를 구비하는 것이었지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 치과 치료 유닛에는, 진공장치나 전동 펌프식 흡인관이 설치되어 있다. 이 진공장치나 전동 펌프식 흡인관에, 흡인노즐(30)의 조인트부(39)를 접속하고, 유수식 초음파 구강 세정장치를 구성해도 좋다. 또한, 병원의 입원 침대에는, 흡인용 배관이 설치된 것도 실용화되고 있다. 이 흡인용 배관에 흡인노즐(30)의 조인트부(39)를 접속하고, 유수식 초음파 구강 세정장치를 구성해도 좋다. 이와 같이, 기존의 설비를 이용하여 유수식 초음파 구강 세정장치를 구성하는 것에 의해, 장치 비용을 저감하는 것이 가능해진다.

·상기 실시형태의 유수식 초음파 구강 세정장치(1)에 있어서, 초음파 제어장치(5)에, 초음파 진동자(22)의 발진(초음파(S1)의 출력)을 소리나 빛으로 알리기 위한 통지수단(예를 들면, 버저나 램프)을 설치해도 좋다. 이와 같이 하면, 임상 현장에 있어서, 유수식 초음파 구강 세정장치(1)의 효율적인 사용이 가능해진다.

다음에, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 외에, 상술한 실시형태에 의해서 파악되는 기술적 사상을 이하에 열거한다.

(1) 청구항 1 내지 12 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유수의 유량 또는 상기 유출구의 구경을 조정 가능한 조정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.

(2) 청구항 1 내지 12의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 배수수단은, 상기 유출구의 근방에서 상기 유수가 접촉하는 세정 포인트를 향하여 개구되는 흡입구를 가지는 흡인노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.

(3) 청구항 8에 있어서, 상기 발광수단은, 상기 초음파 진동자의 중심 위치에 설치되고, 상기 유출구 측을 향하여 빛을 발광하는 LED인 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.

(4) 청구항 8에 있어서, 상기 발광수단은, 상기 공급구와 대향하는 위치에 설치되고, 상기 케이스의 안쪽으로 향해서 빛을 발광하는 LED인 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.

(5) 청구항 1 내지 12 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스의 후단부에 연결된 파지부와, 그 파지부로부터 돌출하도록 설치되어, 상기 유수의 출력을 제어하기 위한 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.

(6) 초음파를 전반시킨 세정액을 라인 형상의 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식 초음파 구강 세정장치로서, 상기 세정액에 초음파를 전반시키는 초음파 진동자와, 일단측에 설치되어 상기 초음파 진동자를 장착하기 위한 진동자 장착부와, 상기 초음파 진동자의 진동면에 세정액을 공급하는 공급구와, 상기 진동자 장착부와 대향하는 타단측으로 감에 따라서 끝이 가늘어지는 형상의 선단부에 설치되고 상기 세정액을 유수로서 출력하는 유출구를 가지는 케이스와, 상기 케이스의 공급구에 접속되어, 상기 케이스내에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단과, 상기 구강내를 초음파 세정한 사용이 끝난 세정액을 배수하는 세정액 배수수단을 구비하고, 상기 초음파 진동자를 구동하는 발진 주파수를 f(㎑), 초음파 진동자의 면적을 S(㎡), 상기 초음파 진동자에의 평균공급전력을 P(W)로 했을 때, f×S×P의 연산식에 의해 산출되는 값이 100 이하가 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.

1… 유수식 초음파 구강 세정장치
2… 세정액 공급수단으로서의 세정액 공급장치
21… 진동자 케이스
21a… 외벽부
22… 초음파 진동자
23… 진동자 장착부
24… 진동면
26… 공급구
27… 유출구
28, 28A… 굴곡 노즐
29… 반사판
30… 세정액 배수수단으로서의 흡인노즐
37… 흡입구
53… 발광수단으로서의 LED
60… 버블링수단으로서의 버블링 장치
L1… 빛
O1… 중심축
S1… 초음파
W1… 세정액
θ1… 각도

Claims

초음파를 전반(傳搬)시킨 세정액을 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식(流水式) 초음파 구강 세정장치로서,
상기 세정액에 초음파를 전반시키는 초음파 진동자와,
일단측에 설치되어 상기 초음파 진동자를 장착하기 위한 진동자 장착부와, 상기 초음파 진동자의 진동면에 세정액을 공급하는 공급구와, 상기 진동자 장착부와 대향하는 타단측으로 감에 따라서 끝이 가늘어지는 형상의 선단부에 설치되고 상기 세정액을 유수로서 출력하는 유출구를 가지는 케이스와,
상기 케이스의 공급구에 접속되어, 상기 케이스내에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단과,
상기 구강내를 초음파 세정한 사용이 끝난 세정액을 배수하는 세정액 배수수단을 구비하고,
상기 초음파 진동자를 구동하는 발진 주파수는 100㎑ 이상 3㎒ 이하이고, 상기 초음파 진동자의 직경은 50㎜ 이하이며, 상기 초음파 진동자에의 공급전력은 100W 이하인 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식 초음파 구강 세정장치로서,
상기 세정액에 초음파를 전반시키는 초음파 진동자와,
일단측에 설치되어 상기 초음파 진동자를 장착하기 위한 진동자 장착부와, 상기 초음파 진동자의 진동면에 세정액을 공급하는 공급구와, 상기 진동자 장착부와 대향하는 타단측으로 감에 따라서 끝이 가늘어지는 형상의 선단부에 설치되고 상기 세정액을 유수로서 출력하는 유출구를 가지는 케이스와,
상기 케이스의 공급구에 접속되어, 상기 케이스내에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단과,
상기 구강내를 초음파 세정한 사용이 끝난 세정액을 배수하는 세정액 배수수단을 구비하고,
상기 초음파 진동자를 구동하는 발진 주파수를 100㎑ 이상으로 하여 그 주파수를 f(㎑), 상기 초음파 진동자의 직경을 D(m), 상기 초음파 진동자에의 평균공급전력을 P(W)로 했을 때, f×D×P의 연산식에 의해 산출되는 값이 500 이하가 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 케이스의 유출구에, 상기 유수의 방향을 변경 가능한 굴곡 노즐을 설치하고, 상기 굴곡 노즐은, 상기 케이스의 중심축에 대해 5° 이상 90° 이하의 각도로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 3 항에 있어서, 상기 굴곡 노즐은, 노즐 선단의 개구 방향과는 반대측이 되는 방향으로 일단 구부려지고 그 선단측으로 되돌려져 구부러지도록 굴곡되어 있고, 상기 굴곡 노즐내에 있어서의 굴곡 부분에는, 상기 초음파를 상기 개구 방향으로 반사하기 위한 반사판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 4 항에 있어서, 상기 굴곡 노즐은, 상기 노즐 선단이 상기 케이스의 중심축상에 배치되는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 3 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 굴곡 노즐은, 상기 노즐 선단의 개구지름이 상기 초음파의 파장보다 커지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 배수수단은, 부채형으로 확대된 흡입구를 가지는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스내에 설치되어, 상기 유수에 빛을 전반시키기 위한 발광수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스에서, 상기 유출구측으로 감에 따라서 끝이 가늘어지도록 형성된 외벽부의 적어도 2개소에 발광수단을 설치하고, 상기 각 발광수단이 발하는 빛의 교차 위치에서 세정 포인트를 나타내도록 한 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 발광수단 중 적어도 하나는, 465㎚의 파장을 가지는 빛을 출력하는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 공급수단의 세정액에 탄산가스를 버블링하는 버블링수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 배출수단은, 치과 치료 유닛에 설치된 진공장치, 전동 펌프식 흡인관, 또는, 입원 침대에 설치된 흡인용 배관에 접속 가능한 조인트부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정장치.
초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식 초음파 구강 세정방법으로서,
직경이 50㎜ 이하의 초음파 진동자에 100W 이하의 전력을 공급하고, 주파수가 100㎑ 이상 3㎒ 이하의 초음파를 세정액에 전반시키는 스텝과,
상기 초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 상기 구강내에 출력하고, 처치부에 상기 유수를 맞추어 초음파를 작용시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정방법.
초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 주입하면서 구강내를 초음파 세정하는 유수식 초음파 구강 세정방법으로서,
초음파 진동자를 구동하는 발진 주파수를 100㎑ 이상으로 하여 그 주파수를 f(㎑), 상기 초음파 진동자의 직경을 D(m), 상기 초음파 진동자에의 평균공급전력을 P(W)로 했을 때, f×D×P의 연산식에 의해 산출되는 값이 500 이하가 되도록 설정하고, 상기 초음파 진동자를 이용하여 상기 초음파를 세정액에 전반시키는 스텝과,
상기 초음파를 전반시킨 세정액을 유수로서 상기 구강내에 출력하고, 처치부에 상기 유수를 맞추어 초음파를 작용시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 유수식 초음파 구강 세정방법.