WO2010021284A1 - 口腔洗浄装置 - Google Patents

Abstract

　口腔洗浄装置（１０）は、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置（２０）と、電解水生成装置（２０）で生成された電解水をノズル（３２）から噴射する噴射装置（３０）とを備える。電解水生成装置（２０）は、貯水槽（２１）と、貯水槽（２１）から水が供給される電解槽（２３１）内の水を電気分解して電解水を生成する電解装置（２３）と、電解水を生成するための第１モードと口腔を洗浄するための第２モードとの選択に用いられる操作装置（２４）とを備える。さらに、電解水生成装置（２０）は、操作装置（２４）で第１モードが選択されると電解槽（２３１）内の電解水を貯水槽（２１）に供給し、操作装置（２４）で第２モードが選択されると電解槽（２３１）を介して貯水槽（２１）から電解水を噴射装置（３０）に供給する電解水供給手段（２５）を備える。

Description

口腔洗浄装置

　本発明は、電解水を口腔内に噴射して口腔洗浄を行うための口腔洗浄装置に関する。

　日本国公開特許公報５－７６５５０や日本国公開特許公報１０－３３５７１には、電解水を生成して、ノズルから噴射する口腔洗浄装置が開示されている。

　口腔洗浄装置は、洗面台等での歯磨き後に使用されることが多い。そのため、口腔洗浄装置を洗面台等の近くに設置したいという要望がある。しかしながら、従来の口腔洗浄装置は、電解水を生成するための水を貯めておく第１貯水槽とは別に、口腔洗浄に用いる電解水を貯めておく第２貯水槽を備えているため、比較的大きい。そのため、一般にスペースが狭い洗面台周りに置くことが困難であった。

　本発明は上記問題点に鑑みて為され、その目的は、小型化できる口腔洗浄装置を提供することである。

　本発明に係る口腔洗浄装置は、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置と、上記電解水生成装置で生成された電解水をノズルから噴射する噴射装置とを備える。上記電解水生成装置は、貯水槽と、上記貯水槽から水が供給される電解槽を有し上記電解槽内の水を電気分解して電解水を生成する電解装置と、電解水を生成するための第１モードと口腔を洗浄するための第２モードとの選択に用いられる操作装置とを備える。さらに、電解水生成装置は、上記操作装置で上記第１モードが選択されると上記電解槽内の電解水を上記貯水槽に供給し、上記操作装置で上記第２モードが選択されると上記電解槽を介して上記貯水槽から電解水を上記噴射装置に供給する電解水供給手段を備える。

　この発明によれば、上記貯水槽から供給された水を上記電解装置で電気分解して電解水を生成し、上記電解装置で生成された電解水を上記貯水槽に供給する。この動作が繰り返されることで、上記貯水槽内の水が電解水に変換される。つまり、上記貯水槽で、電解水を生成するための水を貯めておく貯水槽と、生成された電解水を貯めておくための貯水槽とを兼用している。そのため、生成された電解水を貯めておく貯水槽を別途設ける必要がない。よって、従来よりも小型化でき、例えば洗面台周り等のスペースが狭い場所にも問題なく設置できる。

　好ましくは、上記電解水供給手段は、電解水を上記貯水槽に供給するための第１供給路と、電解水を上記噴射装置に供給するための第２供給路と、上記電解槽内の電解水を上記第１供給路に引き込む第１ポンプと、上記電解槽内の電解水を上記第２供給路に引き込む第２ポンプとを備える。さらに、上記電解水供給手段は、上記操作装置で上記第１モードが選択されると上記第２ポンプを停止して上記第１ポンプを駆動し、上記操作装置で上記第２モードが選択されると上記第１ポンプを停止して上記第２ポンプを駆動する制御装置を備える。

　あるいは、上記電解水供給手段は、上記電解槽内の電解水が供給される共通路と、上記共通路に流入した電解水を上記貯水槽に供給するための第１供給路と、上記共通路に流入した電解水を上記噴射装置に供給するための第２供給路と、上記電解槽内の電解水を上記共通路に引き込むポンプとを備える。また、上記電解水供給手段は、上記第１供給路を閉じた状態と上記第２供給路を閉じた状態とを切り替え可能な切替弁を備える。さらに、上記電解水供給手段は、上記操作装置で上記第１モードが選択されると上記切替弁を制御して上記第２供給路を閉じ、上記操作装置で上記第２モードが選択されると上記切替弁を制御して上記第１供給路を閉じる制御装置を備える。

　この構成によれば、ポンプが１つだけで済むから、より小型化できる。

　好ましくは、上記電解水生成装置は、排水槽を着脱自在に備える。上記電解装置は、正極側と負極側とのいずれか一方で生成された電解水を上記電解水供給手段に供給し、上記正極側と上記負極側とのいずれか他方で生成された電解水を上記排水槽に供給するように構成される。

　この構成によれば、不要な電解水を上記排水槽に貯めておくことができる。したがって、口腔洗浄装置を必ずしも排水口の近くに設置しなくて済む。そのため、口腔洗浄装置の設置場所の自由度が高くなる。

　好ましくは、上記電解水生成装置は、上記電解装置と上記電解水供給手段とを収納する筐体を備える。上記筐体には、上記貯水槽が着脱自在に取り付けられる。上記貯水槽は、上記貯水槽内から上記筐体への水の供給と上記筐体から上記貯水槽内への電解水の供給とに用いられる水口を備える。上記筐体は、上記貯水槽の上記水口と連通する導水口と、上記導水口から流入した水を上記電解槽に供給する導水路と、上記貯水槽の上記水口と連通する還流口と、上記電解槽内の電解水を上記還流口から上記貯水槽に供給する還流路と、上記還流口と上記導水口との間を仕切る仕切とを備える。

　この構成によれば、上記貯水槽に上記水口を１つ設けるだけでよいから、より小型化できる。

　好ましくは、上記ノズルから噴射される電解水に気泡を含ませる気泡発生手段を備える。

　この構成によれば、洗浄力や洗浄感が向上する。

　好ましくは、上記気泡発生手段は、ベンチュリ管により構成される。

　この構成によれば、圧力ボンベを用いる場合に比べれば、小型化を図ることができる。

　好ましくは、上記電解装置は、電解水として強アルカリ水を生成するように構成される。

　この構成によれば、強アルカリ水によるバイオフィルムの溶解効果と、噴射水圧によるバイオフィルムの剥離効果との相乗効果によって、バイオフィルムを効果的に除去できる。特に、電解水が直接当たった部位では歯表面からバイオフィルムがほぼ全て剥離される。歯の複雑な構造を考慮すれば、歯間部等の隙間に特に有効である。

　より好ましくは、上記強アルカリ水のｐＨは１０．５以上１１．５以下であり、上記強アルカリ水の酸化還元電位は－２５０ｍＶ以上－１７０ｍＶ以下である。

　この構成によれば、誤飲等により人体に悪影響を及ぼすことのない範囲内で、バイオフィルムを構成するα－１，３－グルカンを十分に溶解させることができる。

　さらに好ましくは、上記噴射装置の上記ノズルから噴射される電解水の噴射水量が、１００ｍｌ／分以上５００ｍｌ／分以下になるように構成される。

　この構成によれば、バイオフィルムを効果的に剥離させて除去できる。

実施形態１の口腔洗浄装置の概略図である。 同上の口腔洗浄装置の側面図である。 （ａ）は同上の口腔洗浄装置の部分斜視図、（ｂ）は同上における排水槽の斜視図である。 同上の口腔洗浄装置の水口の開閉構造を示す部分断面図である。 同上における貯水槽の変形例の概略図である。 人工口腔装置の斜視図である。 バイオフィルム溶解試験の説明図である。 （ａ）は洗浄後の残存バイオフィルムの菌体量を示すグラフ、（ｂ）は洗浄後の残存バイオフィルムのグルカン量を示すグラフである。 （ａ），（ｂ）は、強アルカリ水による洗浄後の残存バイオフィルムの画像、（ｃ），（ｄ）は、水道水による洗浄後の残存バイオフィルムの画像である。 実施形態２の口腔洗浄装置の概略図である。 （ａ）は実施形態３の口腔洗浄装置の水口の開閉構造を示す部分断面図、（ｂ）は同上における筐体の部分斜視図である。 実施形態４の口腔洗浄装置の概略図である。 同上における気泡発生手段を示す断面図である。

　（実施形態１）
　図１，２に示すように、本実施形態の口腔洗浄装置１０は、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置２０と、噴射装置（洗浄器）３０とを備える。

　噴射装置３０は、人の片手で把持できる大きさの筒型に形成された本体３１を備える。本体３１の一端には、電解水を噴射するための筒状のノズル（洗浄ノズル）３２が設けられている。ノズル３２は、使用者の口腔内に挿入可能な大きさに形成されている。本体３１は、可撓性を有するホース４０を介して電解水生成装置２０に接続される。電解水生成装置２０から噴射装置３０には、ホース４０を通して電解水が供給される。本体３１の表面には、ノズル３２から電解水を噴射するかどうかを決定するためのスイッチ３３が設けられる。例えば、噴射装置３０は、スイッチ３３が押圧されている間は、電解水生成装置２０で生成された電解水をノズル３２から噴射するように構成される。

　電解水生成装置２０は、貯水槽２１と、貯水槽２１が着脱自在に取り付けられる筐体２２とを備える。また、電解水生成装置２０は、電解装置２３と、操作装置２４と、電解水供給手段２５と、電源２６と、排水槽２７とを備える。操作装置２４と、電解水供給手段２５と、電源２６と、排水槽２７とは筐体２２に収納される。

　電源２６は、直流電圧を与える直流電源装置である。例えば、電源２６は、図示しない交流電源（商用交流電源）より得た交流電力を元に直流電圧を生成するＡＣ－ＤＣコンバータである。

　貯水槽２１は、例えば透光性を有する樹脂材料により形成される。貯水槽２１の底壁には、２つの水口２１１が厚み方向に貫設されている。

　図４に示すように、貯水槽２１の底壁の上面（内底面）には、各水口２１１を囲う保持体２１２が配置される。保持体２１２は、筒状に形成され、上端の開口が閉塞されている。また、保持体２１２の側壁には、開口２１３が周方向に沿って複数形成されている。保持体２１２内には、水口２１１を塞ぐ弁体２１４が配置される。弁体２１４と保持体２１２の上壁との間には、コイルばね２１５が圧縮状態で配置される。コイルばね２１５は、弁体２１４を下方に付勢し、これによって、水口２１１が弁体２１４で塞がれる。

　本実施形態において、必要に応じて、一方の水口（第１の水口）２１１を符号２１１１で示し、他方の水口（第２の水口）２１１を符号２１１２で示す。第１の水口２１１１は、貯水槽２１から筐体２２への水の供給に用いられる。第２の水口２１１２は、筐体２２から貯水槽２１への電解水の供給に用いられる。

　図５は、貯水槽２１の変形例を示す。貯水槽２１は、筐体２２から容易に取り外しができるように構成されることが好ましい。例えば、図５（ａ），（ｂ）や、図５（ｃ），（ｄ）に示す貯水槽２１の外面には、貯水槽２１を持ち易くするための凹面２１６が形成されている。凹面２１６は、図５（ａ），（ｂ）に示すように貯水槽２１の外面の一部に形成されていてもよいし、図５（ｃ），（ｄ）に示すように貯水槽２１の外面の全周に亘って形成されていてもよい。図５（ｅ），（ｆ）に示す貯水槽２１の外面には、把手２１７が形成されている。把手２１７を設ければ、貯水槽２１に水を入れる作業だけではなく、貯水槽２１内の電解水を飲用等の他の用途に使用する作業も行いやすくなる。

　筐体２２は、台形の箱状に形成される。筐体２２の上面には、貯水槽２１を載置するための第１載置面２２１と、噴射装置３０を載置するための第２載置面２２２とが形成される。第１載置面２２１は、第２載置面２２２より上方に位置する。

　第１載置面２２１には、貯水槽２１内の水を筐体２２内の電解装置２３に供給するための導水口２２３と、電解装置２３で生成された電解水を貯水槽２１内に供給するための還流口２２４とが形成される。貯水槽２１を筐体２２に取り付けた状態では、導水口２２３は第１の水口２１１１と連通し、還流口２２４は第２の水口２１１２と連通する。

　導水口２２３および還流口２２４の中央には、突起２２５が配置される。突起２２５は、貯水槽２１を筐体２２に取り付けた際に、コイルばね２１５の付勢力に抗して弁体２１４を押し上げるように構成される。

　したがって、貯水槽２１を筐体２２から取り外した状態では、水口２１１は弁体２１４で閉じられ、貯水槽２１内の水が水口２１１から流出することがない。一方、貯水槽２１を筐体２２に取り付けた状態では、突起２２５が弁体２１４を押し上げることで、水口２１１が開放されるから、水口２１１から水が流出可能になる。

　筐体２２の側面には、図１および図３（ａ），（ｂ）に示すように、排水槽２７を収納する収納凹所２２６が形成されている。

　電解装置２３は、貯水槽２１から水が供給される電解槽２３１を有する。電解装置２３は、電解槽２３１内の水を電気分解して電解水を生成するために、正極２３２と、負極２３３と、電圧印加装置２３４とを備える。正極２３２と負極２３３とは電解槽２３１内に配置される。電圧印加装置２３４は、電源２６を利用して、正極２３２と負極２３３との間に直流電圧を印加する。電解装置２３は、貯水槽２１より電解槽２３１内に供給された水を電気分解して、正極２３２側で酸性水を生成し、負極２３３側でアルカリ水を生成する。なお、電解装置２３は、電解水の生成中に排水槽２７から酸性水が溢れ出すことがないように、酸性水の単位時間当たりの生成量がアルカリ水の単位時間当たりの生成量よりも少なくなるように構成されている。

　電解槽２３１には、貯水槽２１から水を入れるための給水口（図示せず）と、アルカリ水を排出するための第１排水口（図示せず）と、酸性水を排出するための第２排水口（図示せず）とが設けられる。電解槽２３１の給水口は、配水管（ホースやパイプ）よりなる導水路２２７によって導水口２２３に接続される。したがって、貯水槽２１内の水は導水路２２７を通って電解槽２３１内に流入する。

　電解装置２３は、電解槽２３１の第１排水口から排出されるアルカリ水を電解水供給手段２５に供給するための配水管よりなる第１排水路２３５を備える。また、電解装置２３は、電解槽２３１の第２排水口から排出される酸性水を排水槽２７に供給するための配水管よりなる第２排水路２３６を備える。

　このように電解装置２３は、負極２３３側で生成された電解水（アルカリ水）を電解水供給手段２５に供給し、正極２３２側で生成された電解水（酸性水）を排水槽２７に供給する。つまり、本実施形態の口腔洗浄装置１０では、アルカリ水を口腔洗浄に用いる洗浄水としている。

　特に本実施形態の口腔洗浄装置１０では、貯水槽２１内に貯留されるアルカリ水がｐＨ１０以上の強アルカリ水となるまで電気分解およびアルカリ水の還流を行う。つまり、口腔洗浄には、ｐＨ１０以上の強アルカリ水を用いる。ｐＨ１０以上の強アルカリ水は、バイオフィルムを構成するα－１，３－グルカンを十分に溶解させることができる。ｐＨ１０以上としたのは、アルカリ水が飲用ではなく口腔洗浄用だからである。また、この際のアルカリ水の酸化還元電位（ＯＲＰ）は－１７０ｍＶ以下とすることが好ましい。

　ただし、アルカリ水のｐＨが高すぎると、アルカリ水の誤飲時に血中カリウム値が上昇するなど、人体に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、口腔洗浄装置１０ではアルカリ水のｐＨを１２以下にする。また、アルカリ水の酸化還元電位も－２５０ｍＶ以上とすることが好ましい。

　つまり、電解装置２３は、電解水として強アルカリ水を生成するように構成される。特に、強アルカリ水のｐＨは１０．５以上１１．５以下とすることが好ましく、その酸化還元電位は－２５０ｍＶ以上－１７０ｍＶ以下であることが好ましい。

　排水槽２７は、筐体２２に着脱自在に取り付けられる。排水槽２７は、図３（ｂ）に示すように、上面が開口された直方体の箱状に形成される。排水槽２７の前面には、排水槽２７を筐体２２の収納凹所２２５から容易に取り出すための把手２７１が形成されている。把手２７１は、例えば、指を引っ掛けることができる形状に形成される。また、排水槽２７に、排水槽２７内の電解水（本実施形態では、酸性水）の量を検知する水量センサ（図示せず）を設けてもよい。この場合、筐体２２に、排水槽２７内の酸性水の量が一定量を越えたときに使用者に音等で報知を行う報知器（図示せず）を設ければよい。このようにすれば、排水槽２７から酸性水が溢れ出してしまうことを防止できる。

　操作装置２４は、電解水を生成するための第１モードと、第１モードで生成された電解水を用いて口腔を洗浄するための第２モードと、動作を停止する第３モードとの選択に用いられる。このような操作装置２４は、例えば、筐体２２の外面に露設される摘み２４１を備える。摘み２４１を操作することで、いずれかのモードを選択することができる。操作装置２４は、第１モードが選択されると電解水生成信号を電解水供給手段２５の制御装置２５５に与え、第２モードが選択されると電解水噴射信号を制御装置２５５に与え、第３モードが選択されると停止信号を制御装置２５５に与える。

　また、操作装置２４は、第２モードにおいて、噴射装置３０のノズル３２から噴射する電解水の噴射水量の設定にも用いられる。例えば、噴射水量は、レベル１（弱：１００ｍｌ／分）からレベル５（強：５００ｍｌ／分）までの範囲内で選択可能である。一例としては、レベル１（１００ｍｌ／分）、レベル２（２００ｍｌ／分）、レベル３（３００ｍｌ／分）、レベル４（４００ｍｌ／分）、レベル５（５００ｍｌ／分）の５段階である。操作装置２４は、選択されたレベルを示す噴射水量指示信号を制御装置２５５に与える。噴射水量の設定は、例えば、摘み２４１により行える。

　電解水供給手段２５は、電解槽２３１内の電解水を貯水槽２１に供給するための第１供給路２５１と、電解槽２３１内の電解水を噴射装置３０に供給するための第２供給路２５２とを備える。また、電解水供給手段２５は、電解槽２３１内の電解水を第１供給路２５１に引き込む第１ポンプ（還流ポンプ）２５３と、電解槽２３１内の電解水を第２供給路２５２に引き込む第２ポンプ（供給ポンプ）２５４と、制御装置２５５とを備える。

　各供給路２５１，２５２は、配水管により構成される。各供給路２５１，２５２の一端は、第１排水路２３５に接続されている。第１供給路２５１の他端は、逆止弁２５６を介して、還流路２２８の一端に接続される。還流路２２８の他端は、還流口２２５に接続される。この還流路２２８は、電解槽２３１内の電解水を還流口２２５から貯水槽２１に供給する。第１供給路２５１には、第１ポンプ２５３が設けられている。第２供給路２５２の他端は、第２ポンプ２５４を介して、ホース４０に接続されている。第２供給路２５２には、電磁弁２５７が設けられている。

　制御装置２５５は、例えば、演算処理装置を用いて構成される。操作装置２４より電解水生成信号を受信すると（すなわち第１モードが選択されると）、第２ポンプ２５４を停止させるとともに、第１ポンプ２５３および電圧印加装置２３４を駆動する。また、制御装置２５５は、電磁弁２５７を閉じる。

　そのため、第１モードが選択されると、電解装置２３は、電解水（アルカリ水・酸性水）を生成する。電解装置２３で生成されたアルカリ水は、第１ポンプ２５３が生じさせる水圧によって、第１供給路２５１に引き込まれ、還流路２２８、還流口２２５、第２の水口２１１２を経て、貯水槽２１に供給される。このとき、第２ポンプ２５４が停止し、電磁弁２５７が閉じられているので、噴射装置３０にアルカリ水は供給されない。

　このように第１モードでは、電解装置２３で生成されたアルカリ水が貯水槽２１に供給される。そのため、電解装置２３で生成されたアルカリ水は、貯水槽２１内の水と混ざる。そのため、貯水槽２１内の水は徐々にアルカリ水へと変化していき、やがて、貯水槽２１内の水がアルカリ水に変換される。制御装置２５５は、所定の条件が満たされると、電圧印加装置２３４および第１ポンプ２５３を停止させる。所定の条件とは、貯水槽２１内の水が全て電解水に変換されたこと、つまり電解水の生成が終了したことである。例えば、制御装置２５５は、貯水槽２１内に設置されたｐＨセンサ（図示せず）の検出値が所定値（例えばｐＨ１１に対応する値）になると、上記所定の条件を満たしたと判断する。この他、制御装置２５５は、第１モードの開始時から所定時間経過したときや第１モードの開始後の電解装置２３の消費電力が所定量を越えたときに、上記所定の条件を満たしたと判断する。

　一方、制御装置２５５は、操作装置２４より電解水噴射信号を受信すると（すなわち第２モードが選択されると）、第１ポンプ２５３および電圧印加装置２３４を停止させるとともに、第２ポンプ２５４を駆動する。また、制御装置２５５は、電磁弁２５７を開く。

　そのため、第２モードが選択されると、電解装置２３は、電解水（アルカリ水・酸性水）を生成しないが、電解槽２３には、貯水槽２１から電解水（電解装置２３で生成され、貯水槽２１に供給されたアルカリ水）が供給される。電解槽２３に供給されたアルカリ水は、第２ポンプ２５４が生じさせる水圧によって、第２供給路２５２に引き込まれ、ホース４０を通って、噴射装置３０に供給される。このとき、第１ポンプ２５３が停止しているので、貯水槽２１にアルカリ水は供給されない。

　また、第２モードにおいて、制御装置２５５は、操作装置２４より受信した噴射水量指示信号に応じて、第２ポンプ２５４を制御する。これによって、制御装置２５５は、噴射水量を噴射水量指示信号で指示されたレベルに対応する大きさに設定する。

　なお、制御装置２５５は、操作装置２４より停止信号を受信すると（すなわち第３モードが選択されると）、電圧印加装置２３および両ポンプ２５３，２５４を停止させるとともに、電磁弁２５７を閉じる。

　このように、電解水供給手段２５は、第１供給路２５１と、第２供給路２５２と、第１ポンプ２５３と、第２ポンプ２５４と、制御装置２５５とを備える。電解水供給手段２５は、操作装置２４で第１モードが選択されると電解槽２３１内の電解水を貯水槽２１に供給し、操作装置２４で第２モードが選択されると電解槽２３１を介して貯水槽２１から電解水を噴射装置３０に供給する。

　次に、本実施形態の口腔洗浄装置１０の使用方法について説明する。

　まず、操作装置２４により第３モードを選択し、貯水槽２１に水道水等の原水を充填する。このとき、必要であれば、貯水槽２１を筐体２２から取り外せばよい。貯水槽２１内の水は、第１の水口２１１１、導水口２２３、導水路２２７を通って、電解槽２３１に流れ込む。

　次に、操作装置２４により第１モードを選択する。これにより、電圧印加装置２３４が動作して、電解槽２３１内の水が電気分解される。電解装置２３で生成されたアルカリ水は、第１ポンプ２５３によって第１供給路２５１に引き込まれ、還流路２２８、還流口２２５、第２の水口２１１２を通って、貯水槽２１に流れ込む。

　一方、電解装置２３で生成された酸性水は、第２排水路２３６を通じて排水槽２７に供給される。なお、排水槽２７に酸性水がある程度溜まったら、筐体２２から排水槽２７を取り外して排水槽２７内の酸性水を洗面台等に廃棄すればよい。

　貯水槽２１に還流されたアルカリ水は、当初から貯水槽２１内に充填してあった原水と混ざる。そして、アルカリ水と原水との混合水が、貯水槽２１から電解槽２３１に供給される。このように水が貯水槽２１と電解槽２３１とを何回も循環することで、貯水槽２１内に充填された原水が徐々にアルカリ水に変化していく。

　やがて、貯水槽２１内の水が全てアルカリ水に変換されると、制御装置２５５は、電圧印加装置２３４および第１ポンプ２５３を停止させる。なお、アルカリ水の生成が終わったことは、光や音などで使用者に通知するようにしてもよい。

　第１モードで生成された電解水を用いて口腔洗浄を行うには、操作装置２４により第２モードを選択する。これにより、第２ポンプ２５４が動作する。また、電磁弁２５７が開かれる。この場合、貯水槽２１内のアルカリ水は、第１の水口２１１１、導水口２２３、導水路２２７、電解槽２３１、第１排水路２３５、第２供給路２５２を通って第２ポンプ２５４に吸い込まれ、第２ポンプ２５４からホース４０に吐き出される。

　第２ポンプ２５４から吐き出されたアルカリ水は、ホース４０を通って噴射装置３０に供給される。この状態で、噴射装置３０のスイッチ３３を押圧すれば、ノズル３２の先端の開口からアルカリ水が噴射される。したがって、歯茎や歯面にアルカリ水を当てて口腔洗浄を行うことができる。なお、噴射されるアルカリ水の強さは、操作装置２４で選択できる。

　以上述べたように本実施形態の口腔洗浄装置１０によれば、貯水槽２１から供給された水を電解装置２３で電気分解して電解水を生成し、電解装置２３で生成された電解水を貯水槽２１に供給する。この動作が繰り返されることで、貯水槽２１内の水が電解水に変換される。つまり、貯水槽２１が、電解水を生成するための水を貯めておく貯水槽と、生成された電解水を貯めておくための貯水槽とを兼ねている。そのため、生成された電解水を貯めておく貯水槽を別途設ける必要がない。よって、従来よりも小型化でき、例えば洗面台周り等のスペースが狭い場所にも問題なく設置できる。

　本実施形態の口腔洗浄装置１０では、電解装置２３で生成されたアルカリ水を貯水槽２１に供給し、電解装置２３で生成された酸性水を排水槽２７に供給している。逆に、電解装置２３で生成された酸性水を貯水槽２１に供給し、電解装置２３で生成されたアルカリ水を排水槽２７に供給するようにしてもよい。

　ところで、上述したような口腔洗浄装置の主な目的は、う蝕の原因となるバイオフィルムを除去することである。バイオフィルムは、う蝕の原因菌により産生され、主に多糖類であるα―１，３グルカンから構成される。ここで、日本国公開特許公報２００８－１６５７には、アルカリ水でうがいをすれば、水道水でうがいをする場合よりも、う蝕の原因となるバイオフィルムを除去できることが開示されている。これは、バイオフィルムの主構成要素であるα－１，３グルカンが、水にはあまり溶解しないが、アルカリ水には良く溶解するからであると考えられている。

　上述したバイオフィルムは、口腔環境によって多様な形態を持ち、その形態は複雑である。そのため、アルカリ水の優れた溶解能を十分に発揮させるためには、アルカリ水の溶解作用と、物理的な除去手段とを組み合わせることが望ましい。

　このような点を考慮し、本実施形態の口腔洗浄装置１０では、電解装置２３は、電解水として強アルカリ水を生成する。さらに、噴射装置３０のノズル３２から噴射される電解水（強アルカリ水）の噴射水量が、１００ｍｌ／分以上５００ｍｌ／分以下である。

　したがって、本実施形態の口腔洗浄装置１０によれば、強アルカリ水によるバイオフィルムの溶解効果と、噴射水圧によるバイオフィルムの剥離効果との相乗効果によって、バイオフィルムを効果的に除去できる。特に、電解水が直接当たった部位では歯表面からバイオフィルムがほぼ全て剥離される。歯の複雑な構造を考慮すれば、歯間部等の隙間に特に有効である。特に、強アルカリ水のｐＨは１０．５以上１１．５以下であり、強アルカリ水の酸化還元電位は－２５０ｍＶ以上－１７０ｍＶ以下である。したがって、誤飲等により人体に悪影響を及ぼすことのない範囲内で、バイオフィルムを構成するα－１，３－グルカンを十分に溶解させることができる。

　本実施形態の口腔洗浄装置１０の効果を確認するために、バイオフィルム溶解能の試験を行った。この試験では、牛歯のエナメル質を５．５ｍｍ×５．５ｍｍ×２．０ｍｍとなるように切断し、耐水研磨して♯１２００ＳｉＣまで研削することで、試料５０を作製した。

　この試料５０には、図６に示す人工口腔装置６０を用いて、バイオフィルムを形成した。バイオフィルムの形成は、人工口腔装置６０（３７℃温熱還流）のステージ６１上に固定された試料５０に、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）と、複数のう蝕病原菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ｍｕｔａｎｓ　ＭＴ８１４８、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ｓｏｂｒｉｎｕｓ　６７１５、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ｇｏｒｄｏｎｉｉ　ＡＴＣＣ１０５５８、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ｍｉｔｉｓ　ＡＴＣＣ６２４９）の懸濁液（ＯＤ５００＝２．５）と、スクロース入りＨＩ培地（２５ｇ／Ｌスクロース、１０．０ｇ／Ｌハートインフュージョン、１０．０ｇ／Ｌトリプトース、５．０ｇ／Ｌ塩化ナトリウム）とを２０時間に亘って連続的に滴下することで行った。

　このようにしてバイオフィルムが形成された試料５０に、常温において強アルカリ水（ｐＨ１０．５、ＯＲＰ－１７７ｍＶ）または水道水(ｐＨ７．２、ＯＲＰ－１２ｍＶ)を噴射して洗浄する。なお、強アルカリ水または水道水による洗浄を行う前に、試料５０の表面をＰＢＳで洗浄した。図７は、ノズル３２から試料５０に強アルカリ水または水道水を噴射する様子を示す。図７では、ノズル３２の先端を試料５０から１ｃｍ離している。また、強アルカリ水または水道水の噴射方向を試料５０の表面に対して垂直な方向にしている。

　試料５０に強アルカリ水または水道水を噴射する時間（噴射洗浄時間）は１０秒間とした。また、洗浄強さ（噴射水量）はレベル１（１００ｍｌ／分）とレベル５（５００ｍｌ／分）との２種類を用いた。つまり、レベル１の洗浄強さで強アルカリ水を試料５０に１０秒間噴射する実験と、レベル５の洗浄強さで強アルカリ水を試料５０に１０秒間噴射する実験と、レベル１の洗浄強さで水道水を試料５０に１０秒間噴射する実験と、レベル５の洗浄強さで水道水を試料５０に１０秒間噴射する実験とを行った。各実験には、４つの試料５０を用いた。

　洗浄後に試料５０に残存したバイオフィルムの菌体量（Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ）およびグルカン量を、分光光度計（ＢｉｏｔｒａｋII　ｐｌａｔｅ　ｒｅａｄｅｒ，Ｂｉｏｃｈｒｏｍ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＵＫ）を用いて測定した。得られた結果については２要因の分散分析（Ｔｗｏ　ｗａｙ　ＡＮＯＶＡ）を用いて有意水準５％にて検定を行った。

　図８（ａ）は、試料５０に残存したバイオフィルムの菌体量（Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ）を示す。図８（ｂ）は、試料５０におよびグルカン量の測定結果を示している。また、各グラフ中の□ＡＷは強アルカリ水で噴射洗浄した場合、■ＴＷは水道水で噴射洗浄した場合を示している。

　この測定結果によれば、強アルカリ水で洗浄した場合の菌体量およびグルカン量は、その残留量において水道水で洗浄した場合と比較して有意に少ないことがわかる（ｐ＜０．０５）。したがって、バイオフィルムの除去に関しては、強アルカリ水の噴射洗浄が有効であることがわかる。特にグルカン量に関しては、レベル５（強）群のほうがレベル１（弱）群よりもグルカンの残存量が少なくなる傾向がある。これは、水圧や水量の増加によってバイオフィルムの除去効果が更に増大することを示す。

　また、洗浄後の各試料５０の表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。

　図９は、試料５０の表面のＳＥＭ観察の結果を示す。図９（ａ），（ｂ）に示す画像（ＳＥＭ画像）は強アルカリ水で洗浄された試料５０を示す。特に、図９（ａ）はＳＥＭ画像を５０倍に拡大した画像であり、（ｂ）はＳＥＭ画像を１０００倍に拡大した画像である。図９（ｃ），（ｄ）に示す画像（ＳＥＭ画像）は水道水で洗浄された試料５０を示す。特に、図９（ｃ）はＳＥＭ画像を５０倍に拡大した画像であり、（ｄ）はＳＥＭ画像を１０００倍に拡大した画像である。

　この観察結果によれば、強アルカリ水および水道水は共に、試料５０上に形成されたバイオフィルムを試料５０の界面（表面）から剥離させることが認められる。特に強アルカリ水は、水道水よりもバイオフィルムを試料５０から剥離させることが認められる。このことは、図８に示す結果を裏付ける。

　（実施形態２）
　図１０に示すように、本実施形態の口腔洗浄装置１０Ａは、電解水生成装置２０Ａが実施形態１における電解水生成装置２０と異なる。なお、本実施形態の口腔洗浄装置１０Ａと実施形態１の口腔洗浄装置１０とで共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図１０では、貯水槽２１の図示を省略する。

　電解水生成装置２０Ａは、電解水供給手段２５Ａが実施形態１における電解水供給手段２５と異なる。

　電解水供給手段２５Ａは、電解槽２３１内の電解水が供給される共通路２５０と、共通路２５０に流入した電解水を貯水槽２１に供給するための第１供給路２５１Ａと、共通路２５０に流入した電解水を噴射装置３０に供給するための第２供給路２５２Ａとを備える。

　また、電解水供給手段２５Ａは、電解槽２３１内の電解水を共通路２５０に引き込むポンプ２５８と、切替弁２５９と、制御装置２５５Ａとを備える。

　共通路２５０および各供給路２５１Ａ，２５２Ａは、配水管により構成される。共通路２５０の一端は、ポンプ２５９を介して第１排水路２３５に接続される。第１供給路２５１Ａの一端は、切替弁２５９を介して共通路２５０の他端に接続される。第１供給路２５１Ａの他端は、逆止弁２５６を介して、還流路２２８の一端に接続される。第２供給路２５２Ａの一端は、切替弁２５９を介して共通路２５０の他端に接続される。第２供給路２５２Ａの他端は、ホース４０に接続される。

　切替弁２５９は、電磁弁であり、第１供給路２５１Ａのみを閉じた状態（第２供給路２５２Ａのみを開いた状態）と第２供給路２５２Ａのみを閉じた状態（第１供給路２５１Ａのみを開いた状態）とを切り替え可能に構成される。特に本実施形態では、切替弁２５９は、三方弁であり、第１供給路２５１Ａを閉じた状態（開・洗浄ノズル）と、第２供給路２５２Ａを閉じた状態（開・タンク）と、両供給路２５１Ａ，２５２Ａを閉じた状態（閉）とを切り替え可能である。切替弁２５９は、ポンプ２５８の下流側に配置されており、電解装置２３で生成されたアルカリ水を貯水槽２１または噴射装置３０のいずれに供給するかを切り替える。

　このように、電解水生成装置２０Ａでは、電解装置２３の負極側と還流口２２４とを接続する配水管に、当該配水管の上流側から下流側へと、ポンプ２５８、切替弁２５９、逆止弁２５６がこの順に介在されている。また、切替弁２５９から電解水供給用の配水管が分岐している。

　制御装置２５５Ａは、操作装置２４より電解水生成信号を受信すると、ポンプ２５８および電圧印加装置２３４を駆動するとともに、切替弁２５９を制御して第２供給路２５２Ａを閉じる。そのため、第１モードが選択されると、電解装置２３は、電解水（アルカリ水・酸性水）を生成する。電解装置２３で生成されたアルカリ水は、ポンプ２５８が生じさせる水圧によって、共通路２５０に引き込まれる。このとき、第２供給路２５２Ａは切替弁２５９により閉じられているから、共通路２５０に引き込まれたアルカリ水は、第１供給路２５１Ａ、還流路２２８、還流口２２４、第２の水口２１１２を経て、貯水槽２１に供給される。

　制御装置２５５Ａは、操作装置２４より電解水噴射信号を受信すると、ポンプ２５８を駆動し、電圧印加装置２３４を停止させる。また、制御装置２５５Ａは、切替弁２５９を制御して第１供給路２５１Ａを閉じる。そのため、第２モードが選択されると、電解装置２３は、電解水（アルカリ水・酸性水）を生成しないが、電解槽２３には、貯水槽２１からアルカリ水が供給される。電解槽２３に供給されたアルカリ水は、ポンプ２５８が生じさせる水圧によって、共通路２５０に引き込まれる。このとき、第１供給路２５１Ａは切替弁２５９により閉じられているから、共通路２５０に引き込まれたアルカリ水は、第２供給路２５２Ａ、ホース４０を通って、噴射装置３０に供給される。

　なお、制御装置２５５Ａは、操作装置２４より停止信号を受信すると（すなわち第３モードが選択されると）、電圧印加装置２３およびポンプ２５８を停止させるとともに、切替弁２５９により両供給路２５１Ａ，２５２Ａを閉じる。

　以上述べた本実施形態の口腔洗浄装置１０Ａによれば、実施形態１の口腔洗浄装置１０と同様の効果に加えて、実施形態１の口腔洗浄装置１０とは異なりポンプが１つだけで良いから、より小型化できる。そのため、スペースの小さな洗面台周りへの口腔洗浄装置の設置がより容易になる。また、部品数が減るから、製造コストを低くでき、また故障が起こり難くなるという利点もある。

　（実施形態３）
　図１１に示すように、本実施形態の口腔洗浄装置１０Ｂは、貯水槽２１Ｂおよび筐体２２Ｂが実施形態１における貯水槽２１および筐体２２と異なる。なお、本実施形態の口腔洗浄装置１０Ｂと実施形態１の口腔洗浄装置１０とで共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

　貯水槽２１Ｂは、水口２１１を１つだけ備える点で、実施形態１の貯水槽２１と異なる。つまり、貯水槽２１Ｂでは、水口２１１が、貯水槽２１Ｂ内から筐体２２Ｂへの水の供給と筐体２２Ｂから貯水槽２１Ｂ内への電解水の供給とに用いられる。貯水槽２１Ｂの保持体２１２の側壁には、貯水槽２１Ｂから筐体２２Ｂへの水の供給に用いられる第１の開口２１３（２１３１）と、筐体２２Ｂから貯水槽２１Ｂへの電解水の供給に用いられる第２の開口２１３（２１３２）とが形成される。第１の開口２１３１と第２の開口２１３２とは相対するように配置される。

　筐体２２Ｂは、第１載置面２２１に、円形状の孔２２９が形成される。この孔２２９の中央には、突起２２５Ｂが形成される。突起２２５Ｂは、孔２２９を周方向に４等分して、２つの導水口２２３と、２つの還流口２２４とを形成する。

　突起２２５Ｂは、水口２１１から導水口２２３に流入する水と、還流口２２４から水口２１１に流入する電解水とが混ざることを防止する混合防止構造を有する。具体的には、突起２２５Ｂは、孔２２９より上方に突出して還流口２２４と導水口２２３との間を仕切る板状の仕切２２５１を有する。仕切２２５１の上端面２２５２は、弁体２１４の下面２１４１と隙間なく当接する形に形成される。また、仕切２２５１の幅方向（図１１（ａ）における紙面の法線方向）の側面２２５３は、保持体２１２の内面と隙間なく当接する形に形成される。

　両方の導水口２２３は、導水路２２７を介して電解槽２３１の給水口に繋がれる。両方の還流口２２４は、還流路２２８および第１供給路２５１を介して電解槽２３１の第１排水口に繋がれる。

　筐体２２Ｂに貯水槽２１Ｂを取り付けた場合には、突起２２５Ｂが、弁体２１４を、コイルばね２１５の付勢力に抗して押し上げる。その結果、各導水口２２３と各還流口２２４とが貯水槽２１Ｂの水口２１１と連通する。また、保持体２１１内は、弁体２１４と突起２２５Ｂの仕切２２５１とによって二分される（図１１（ａ）に示す例では、左右に二分される）。

　したがって、第１の開口２１３１から保持体２１２内に入った水は、弁体２１４と仕切２２５１とがあるために、還流口２２４側へは移動できず、水口２１１と導水口２２３とを通って筐体２２Ｂへ流れ込む。一方、還流口２２４から水口２１１を通って保持体２１２内に入った電解水は、弁体２１４と仕切２２５１とがあるために導水口２２３側へ移動できず、第２の開口２１３２を通って保持体２１２外へ出る。

　このように、筐体２２Ｂは、貯水槽２１Ｂの水口２１１と連通する導水口２２３と、導水口２２３から流入した水を電解槽２３１に供給するための導水路２２７と、貯水槽２１Ｂの水口２１１と連通する還流口２２４と、電解槽２３１内の電解水を還流口２２４から貯水槽２１Ｂに供給するための還流路２２８とを備える。さらに、筐体２２Ｂは、還流口２２４と導水口２２３との間を仕切る仕切２２５１を備える。

　このような構成によれば、貯水槽２１Ｂに水口２１１を１つ設けるだけでよいから、より小型化できる。

　なお、本実施形態における混合防止構造では、水口２１１から導水口２２３に流入する水と還流口２２４から水口２１１に流入する電解水とが水口２１１近傍で混合することを完全に防止することはできない。しかしながら、還流口２２４から水口２１１に流入した電解水が、貯水槽２１内の水と混ざることなくそのまま導水口２２３に流入してしまうことは防止できる。貯水槽２１Ｂでは、水口２１１から導水口２２３に流入した水と還流口２２４から水口２１１に流入した電解水とを混合させるのであるから、上述の混合防止構造を採用することに問題はない。

　（実施形態４）
　図１２に示すように、本実施形態の口腔洗浄装置１０Ｃは、気泡発生手段（気体取込手段）２８を備える点で実施形態２の口腔洗浄装置１０Ａと異なる。なお、本実施形態の口腔洗浄装置１０Ｃと実施形態２の口腔洗浄装置１０Ａで共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

　気泡発生手段２８は、ノズル３２から噴射される電解水に気体を混入することにより、電解水に気泡を含ませる。気泡発生手段２８は、ノズル３２とポンプ２５８との間の配水管である第２供給路２５２Ａに設けられている。

　図１３は、気泡発生手段２８の具体的な構造を示す。気泡発生手段２８は、ベンチュリ構造を有する。気泡発生手段２８は、狭小管（ベンチュリ管）２８１と、拡大管２８２とを有する。狭小管２８１は、先端側ほど内径が小さくなる形に形成される。狭小管２８１の先端は、拡大管２８２内に挿入される。拡大管２８２の管壁には、気体吸入管２８３が設けられる。気体吸入管２８３は、狭小管２８１の先端の近傍で、拡大管２８２と連通する。なお、狭小管２８１と拡大管２８２との間には防水用のパッキン２８４が配置される。この気泡発生手段２８では、内径が小さい狭小管２８１の先端側を電解水が通過することで、拡大管２８２内に負圧が生じる。これにより気体吸入管２８３より拡大管２８２内に気体（例えば空気）が取り込まれて、電解水に気泡が含まれる。

　電解水に混入する気体としては、オゾンが挙げられる。電解水にオゾンを混合させた場合には、殺菌効果が期待できる。また、電解水に含ませる気泡のサイズは、マイクロメータサイズやナノメータサイズとすることが好ましい。マイクロメータサイズの気泡（マイクロバブル）やナノメータサイズの気泡（ナノバブル）が消滅する際には衝撃波が発生するため、歯垢等を除去する効果が得られる。

　このようにオゾンを含有する強アルカリ水は、オゾンを含有しない強アルカリ水よりも、大量のグルカンを溶解することができ、高いバイオフィルム分散能を発揮する。

　以上述べた本実施形態の口腔洗浄装置１０Ｃによれば、ノズル３２から噴射される電解水に気泡が含まれているので、洗浄力や洗浄感が向上する。

　なお、気泡発生手段２８は、圧力ボンベにより、Ｔ字型の分岐管を通じて配水管（第２供給路２５２Ａ）内の電解水に気体を混入させるように構成されていてもよい。しかしながら、ベンチュリ管を用いた気泡発生手段２８によれば、圧力ボンベを用いる場合に比べて、小型化を図ることができる。なお、気泡発生手段２８は、実施形態１の口腔洗浄装置１０に設けても良い。

Claims (10)

1. 　口腔洗浄装置であって、
   　水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置と、
   　上記電解水生成装置で生成された電解水をノズルから噴射する噴射装置と、を備え、
   　上記電解水生成装置は、
   　　貯水槽と、
   　　上記貯水槽から水が供給される電解槽を有し上記電解槽内の水を電気分解して電解水を生成する電解装置と、
   　　電解水を生成するための第１モードと口腔を洗浄するための第２モードとの選択に用いられる操作装置と、
   　　上記操作装置で上記第１モードが選択されると上記電解槽内の電解水を上記貯水槽に供給し、上記操作装置で上記第２モードが選択されると上記電解槽を介して上記貯水槽から電解水を上記噴射装置に供給する電解水供給手段と、を備えることを特徴とする口腔洗浄装置。
2. 　上記電解水供給手段は、
   　　電解水を上記貯水槽に供給するための第１供給路と、
   　　電解水を上記噴射装置に供給するための第２供給路と、
   　　上記電解槽内の電解水を上記第１供給路に引き込む第１ポンプと、
   　　上記電解槽内の電解水を上記第２供給路に引き込む第２ポンプと、
   　　上記操作装置で上記第１モードが選択されると上記第２ポンプを停止して上記第１ポンプを駆動し、上記操作装置で上記第２モードが選択されると上記第１ポンプを停止して上記第２ポンプを駆動する制御装置と、を備えることを特徴とする請求項１記載の口腔洗浄装置。
3. 　上記電解水供給手段は、
   　　上記電解槽内の電解水が供給される共通路と、
   　　上記共通路に流入した電解水を上記貯水槽に供給するための第１供給路と、
   　　上記共通路に流入した電解水を上記噴射装置に供給するための第２供給路と、
   　　上記電解槽内の電解水を上記共通路に引き込むポンプと、
   　　上記第１供給路を閉じた状態と上記第２供給路を閉じた状態とを切り替え可能な切替弁と、
   　　上記操作装置で上記第１モードが選択されると上記切替弁を制御して上記第２供給路を閉じ、上記操作装置で上記第２モードが選択されると上記切替弁を制御して上記第１供給路を閉じる制御装置と、を備えることを特徴とする請求項１記載の口腔洗浄装置。
4. 　上記電解水生成装置は、排水槽を着脱自在に備え、
   　上記電解装置は、正極側と負極側とのいずれか一方で生成された電解水を上記電解水供給手段に供給し、上記正極側と上記負極側とのいずれか他方で生成された電解水を上記排水槽に供給するように構成されることを特徴とする請求項１記載の口腔洗浄装置。
5. 　上記電解水生成装置は、上記電解装置と上記電解水供給手段とを収納する筐体を備え、
   　上記筐体には、上記貯水槽が着脱自在に取り付けられ、
   　上記貯水槽は、上記貯水槽内から上記筐体への水の供給と上記筐体から上記貯水槽内への電解水の供給とに用いられる水口を備え、
   　上記筐体は、
   　　上記貯水槽の上記水口と連通する導水口と、
   　　上記導水口から流入した水を上記電解槽に供給する導水路と、
   　　上記貯水槽の上記水口と連通する還流口と、
   　　上記電解槽内の電解水を上記還流口から上記貯水槽に供給する還流路と、
   　　上記還流口と上記導水口との間を仕切る仕切と、を備えることを特徴とする請求項１記載の口腔洗浄装置。
6. 　上記ノズルから噴射される電解水に気泡を含ませる気泡発生手段を備えることを特徴とする請求項１記載の口腔洗浄装置。
7. 　上記気泡発生手段は、ベンチュリ管により構成されることを特徴とする請求項６記載の口腔洗浄装置。
8. 　上記電解装置は、電解水として強アルカリ水を生成するように構成されることを特徴とする請求項１記載の口腔洗浄装置。
9. 　上記強アルカリ水のｐＨは１０．５以上１１．５以下であり、上記強アルカリ水の酸化還元電位は－２５０ｍＶ以上－１７０ｍＶ以下であることを特徴とする請求項８記載の口腔洗浄装置。
10. 　上記噴射装置の上記ノズルから噴射される電解水の噴射水量が、１００ｍｌ／分以上５００ｍｌ／分以下になるように構成されることを特徴とする請求項９記載の口腔洗浄装置。

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