(57)【要約】  【課題】  容易かつ安定的に水回路に抗菌性を付与できる歯科用治療装置を提供する。  【解決手段】  給水管２１から水道水等の水がイオン溶出部１２に給水されると、電圧印加部１９により金属板１５、１６に電圧を印加することで金属板１５、１６の電気分解が行われ、金属板１５、１６の金属がイオンとなって水に溶出し、吐出管２０から抗菌性を有する金属イオン水が吐出され、先につながる各水回路へ供給される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極と、該電極間に電圧を印加する電圧印加手段とを有するユニットを備え、該ユニットは電気分解によって抗菌性を有する金属イオン含有液体を生成することを特徴とする歯科用治療装置。
【請求項２】
前記ユニットは、歯科治療用インスツルメントに水を供給する水回路中に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用治療装置。
【請求項３】
前記抗菌性を有する金属イオン含有液体は銀イオンを含有する水であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歯科用治療装置。
【請求項４】
前記銀イオンを含有する水中の前記銀イオンの濃度は９０ｐｐｂ以上１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の歯科用治療装置。
【請求項５】
前記電極の極性を切り替える極性切り替え手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の歯科用治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用治療装置の水処理にかかり、水の除菌および防腐を行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯科での治療には患者の口腔内をユニット器具から水やエアを噴流させることで洗浄しているが、停止時にはその器具から水がたれるのを防止するために吸引をおこなっており、その際一緒に患者の口腔内の病原菌をも吸引してしまい水回路が汚染される可能性があった。特に夜間や休日など器具を長時間使用しなかった場合、前記水回路中に雑菌が繁殖してしまうことがあった。また、水の供給回路中にろ過フィルター等を設けてある場合、フィルター中で雑菌が繁殖することもあった。そしてこれらの汚染された水が次の患者に使用されてしまい不衛生な状況下での治療が行われていた。
【０００３】
上記の課題に対し、器具の使用後、水回路に酸性水等の水を流し、そのあと水道水によって酸性水を流して除去し、乾燥エアで管内を乾燥させることが行われている。しかし、一般に歯科用の器具は入り組んだ複雑な経路をもち、その間には複数のジョイント器具も使用されているため酸性水の残水により錆、腐食、劣化等が生じていた。また最後に乾燥エアで乾燥させようとしても器具が微細で複雑なためかなり手間を要していた。
【０００４】
そこで、無機系抗菌剤に着目し水回路を衛生的に保つ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここでの無機系抗菌剤は、抗菌性を発揮させるために、銀イオンを種々の方法で無機化合物に担持させたものであり、銀イオンを担持させる無機化合物としてゼオライトを使用している。本方法は、銀イオンを担持させたゼオライトをプラスチック母材の表面に被着させた抗菌性粒子を、水回路に配設された通水性容器内に収容し、銀イオン水を生成し、この銀イオン水を水回路の洗浄液として使用するものである。
【特許文献１】特開２００１−１７４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の方法では次のような問題がある。銀ゼオライトを粒状母材表面に被着し使用しているので、抗菌性が得られるほどの銀イオン水濃度を得るためには抗菌性粒子を収容する大きな通水性容器を配設する必要がある。それに伴い、銀イオン水溶液生成装置を収容する筐体は、歯科用治療装置や水道管との対比から床置きタイプの大きいものであり、広い設置場所を要する（特許文献１の図３参照）。また、銀ゼオライトは水に溶けにくい材料であるので、抗菌性が発揮されるほどの濃度を安定的に溶出できず、また、使っていくうちに濃度がどんどん下がっていく可能性があり、濃度を制御するのが困難である。また化合物に担持させたものなので実際の銀必要量よりもかなり多くの銀を予め担持させる必要がありコスト高になってしまう。さらに、水道水のみを使いたい場合、銀イオン水の経路と水道水の経路の両方が必要であり、経路を切り替えるための切替装置が必要である(特許文献１の図５および段落〔００２２〕参照)。
【０００６】
上記問題点を鑑み、本発明は、容易かつ安定的に水回路に抗菌性を付与できる歯科用治療装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の歯科用治療装置は、複数の電極と、該電極間に電圧を印加する電圧印加手段とを有するユニットを備え、該ユニットは電気分解によって抗菌性を有する金属イオン含有液体を生成することを特徴とする（以下、本構成を第１の構成と呼ぶ）。
【０００８】
このような構成によれば、ユニットは電極を電気分解することにより抗菌性を有する金属含有液体を生成する構成なので歯科用治療装置の水回路中に配設可能であり、また電流値の制御だけで所望の濃度の金属含有液体を得ることができるので、容易かつ安定的に水回路に抗菌性を付与できる。また、電極は小さくても、ほとんど取り替える必要がないので、省スペース化が可能である。さらに、水道水のみを使いたい場合は、電極に通電しないようにすれば良いだけなので、前記水経路の切替装置が必要なく、省スペース化、低コスト化が可能である。
【０００９】
また、本発明の歯科用治療装置は、第１の構成の歯科用治療装置において、前記ユニットは、歯科治療用インスツルメントに水を供給する水回路中に配設されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、患者の口腔内に挿入され、特に抗菌が必要である歯科治療用インスツルメントへ、安易かつ安定的に抗菌性を付与できる（以下、本構成を第２の構成と呼ぶ）。
【００１１】
また、本発明の歯科用治療装置は、第１または第２の構成の歯科用治療装置において、前記抗菌性を有する金属イオン含有液体は銀イオンを含有する水であることが好ましい（以下、本構成を第３の構成と呼ぶ）。
【００１２】
このような構成によれば、人体に対して安全性の高い銀イオンにより、水回路に抗菌性を付与できる。
【００１３】
また、本発明の歯科用治療装置は、第３の構成の歯科用治療装置において、前記銀イオンを含有する水中の前記銀イオンの濃度は９０ｐｐｂ以上１ｐｐｍ以下であることが好ましい（以下、本構成を第４の構成と呼ぶ）。
【００１４】
このような構成によれば、銀イオンの人体への悪影響がない範囲で十分な抗菌効果を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の歯科用治療装置は、第１〜第４のいずれかの構成の歯科用治療装置において、前記電極の極性を切り替える極性切り替え手段を備えることが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、電気分解で発生するスケールが電極表面へ付着しにくくなるので、電極の電気分解が十分に行われなくなる可能性を低減することができる。また、メンテナンスを容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の歯科用治療装置により、容易かつ安定的に水回路に抗菌性を付与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図１〜図６を用いて以下説明する。
【００１９】
図４は、本発明である抗菌性を有する金属イオン水を生成するユニットを配設した歯科用治療装置の外観図である。歯科用治療装置１１は、治療イス１、ワークテーブル２、スピットン３、無影灯４、インスツルメントホルダ５、フットスイッチ６、アシスタント用インスツルメントホルダ７、歯科治療用インスツルメント（ハンドピース）８、該歯科治療用インスツルメント８に電力、水、エア等を供給するインスツルメントホース９、チェアユニット１０等を備える。
【００２０】
インスツルメントホルダ５には歯科治療において使用する種々の歯科治療用インスツルメント８が収納されており、周知のように、歯科治療にあたり、患者は治療イス１に座り頭を安頭台に固定して治療を受ける。治療中、術者は治療イス１を上下動、倒起動、傾斜動等させて患者を治療しやすい姿勢にして治療を行う。チェアユニット１０内には後述する金属イオン水生成ユニット（不図示）が歯科治療用インスツルメント（ハンドピース）８に水を供給する水回路中に配設されている。
【００２１】
図１は、金属イオン水生成ユニットとその周辺部の概略側面図である。図１に示すように、金属イオン水生成ユニットは、イオン溶出部１２と、電極線１７、１８と、電圧印加部１９とを備える。イオン溶出部１２は、給水管２１と吐出管２０との間に配設され、容器１３と、金属板１５、１６と、金属板１５、１６を固定する金属板固定部１４とを備える。金属板１５、１６は電極線１７、１８により電圧印加部１９に接続されている。給水管２１から水道水等の水がイオン溶出部１２に給水されると、電圧印加部１９により金属板１５、１６に電圧を印加することで金属板１５、１６の電気分解が行われ、金属板１５、１６の金属がイオンとなって水に溶出し、吐出管２０から金属イオンを含む水が吐出され、先につながる各水回路へ供給される。この水回路は歯科治療用インスツルメント（ハンドピース）８に水を供給する水回路を含む。
【００２２】
ここで、電極である金属板１５、１６に電圧を印加し、電気分解により金属イオンを発生させるイオン溶出部１２は、給水管２１と吐出管２０の直径と略変わらない大きさの構造とすることも可能であり、水回路中に取り付けやすい構造にできる。また、本実施形態における金属イオン水生成ユニットは、イオン溶出部１２と電圧印加部１９とを別体とし、それらが電極線１７、１８によって接続しており、例えば、電圧印加部１９を歯科用治療装置１１の各電気機器を動作させる電装基板（図示せず）に設けるようにしてもよい。このようにすれば、水回路にとりつける部分がイオン溶出部１２のみとなり省スペースとなるため、水回路が入り組んでいるような場所にでも取り付けやすくなる。また、イオン溶出部１２と電圧印加部１９とを一体化してもよい。このようにすれば、イオン溶出部１２と電圧印加部１９とを接続する電極線１７、１８を極力短く（あるいは電圧印加部１９の基板に金属板１５、１６を直接接続）できるので、断線の可能性が低減される。
【００２３】
図２は、イオン溶出部１２の概略上面断面図である。イオン溶出部１２は、通水可能な容器１３と、容器１３内に電極間距離Ｌで平行に配設された金属板１５、１６とを備える。金属板１５、１６の一部から引き出された電極線１７、１８は、電圧印加部１９（図１）に接続され、通水中は金属板１５、１６に電圧を印加することが可能である。
【００２４】
図３は、金属板１５、１６に電圧を印加するための電気回路の一例を示す図である。この場合、電圧印加部１９は、定電流回路２３と、ＮＰＮ型トランジスタＱ１〜Ｑ４と、ＮＰＮ型トランジスタＱ１〜Ｑ４に制御信号Ｓ１〜Ｓ４を出力するマイクロコンピュータ等で構成される不図示の制御部とを備える。
【００２５】
定電流回路２３は、交流電源２２からの電圧を直流に変換し、金属板１５、１６間の抵抗値変化にかかわらず所定の電流を出力するように動作する。
【００２６】
定電流回路２３の出力側に、ＮＰＮ型トランジスタＱ１のコレクタおよびＮＰＮ型トランジスタＱ２のコレクタが接続される。また、ＮＰＮ型トランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮ型トランジスタＱ３のコレクタとが共通接続され金属板１５に接続され、ＮＰＮ型トランジスタＱ２のエミッタとＮＰＮ型トランジスタＱ４のコレクタとが共通接続され金属板１６に接続される。また、ＮＰＮ型トランジスタＱ３のエミッタとＮＰＮ型トランジスタＱ４のエミッタとが共通接続され接地される。そして、不図示の制御部から出力される制御信号Ｓ１〜Ｓ４がそれぞれＮＰＮ型トランジスタＱ１〜Ｑ４のベースに入力される。
【００２７】
制御信号Ｓ１およびＳ４がＨｉｇｈレベルの信号であり、制御信号Ｓ２およびＳ３がＬｏｗレベルの信号である場合、ＮＰＮ型トランジスタＱ１およびＱ４がＯＮになり、ＮＰＮ型トランジスタＱ２およびＱ３がＯＦＦになる。この状態では、金属板１５に正の電圧が印加され、金属板１６には負の電圧が印加されることになる。この結果、金属板１５が陽極となり、金属板１６が陰極となり、陽極である金属板１５から陰極である金属板１６に向かって電流が流れる。これによって陽極である金属板１５から陽イオンが発生する。
【００２８】
また、制御信号Ｓ１およびＳ４がＬｏｗレベルの信号であり、制御信号Ｓ２およびＳ３がＨｉｇｈレベルの信号である場合、ＮＰＮ型トランジスタＱ１およびＱ４がＯＦＦになり、ＮＰＮ型トランジスタＱ２およびＱ３がＯＮになる。この状態では、金属板１６に正の電圧が印加され、金属板１５には負の電圧が印加されることになる。この結果、金属板１６が陽極となり、金属板１５が陰極となり、陽極である金属板１６から陰極である金属板１５に向かって電流が流れる。これによって陽極である金属板１６から陽イオンが発生する。
【００２９】
このように、不図示の制御部が出力する制御信号Ｓ１〜Ｓ４のレベルを所定時間ごとに切り替えることで、金属板１５、１６の極性を所定時間ごとに切り替えることができる。例えば、２０秒ごとに切り替えればよい。これにより、電気分解による金属板１５、１６表面へのスケールの付着を低減することができる。
【００３０】
抗菌性を有する金属イオン水を生成可能な金属板（金属電極）としては銀板（銀電極）、銅板（銅電極）、亜鉛板（亜鉛電極）等が挙げられる。金属板として銀板、銅板、亜鉛板を用いた場合、電気分解を行うとそれぞれ陽極の金属板から銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンが溶出する。人体に対する安全性を考慮すると、銀板が望ましい。銀板を電気分解することで銀イオンが水に溶出し、銀イオン水を生成することができる。以下、金属板として銀板を用いる場合について述べる。
【００３１】
イオン溶出部１２の金属板１５、１６として、サイズが５０ｍｍ×１６ｍｍ×１ｍｍの矩形の銀板を用い、金属板間の距離である電極間距離Ｌ（図２）は５．５ｍｍとする。通水中の金属板１５、１６に流れる電流値を２９ｍＡとなるように定電流回路２３から定電流を出力すると、銀板の電気分解により、２０Ｌ/分の通水量で濃度が約９０ｐｐｂの銀イオン水を生成することができる。これによれば、水道圧ほどの水圧で通水されても、十分に抗菌性を発揮できる濃度（後述）の銀イオン水を生成することができる。またこの場合、前記サイズの銀板では約１４０ｔの水に抗菌性を付与できることになり、かなり大量の水を処理できるので、銀板の取り替えはほとんど必要ない。
【００３２】
ここで用いる水は日本国内の水道水でよいが、低硬度（硬度が１００以下）で導電性が高い水が望ましい。このような水を用いることで、長期間にわたり安定的に銀イオン水を生成することができる。また、水温は常温（２０℃前後）が望ましい。
【００３３】
図５と図６は、銀イオン水を用いたある抗菌試験の結果を示す。図中の縦軸のＣＦＵ（ｃｏｌｏｎｙ  ｆｏｒｍｉｎｇ  ｕｎｉｔｓ）とは、コロニー形成単位細菌検査の結果に使われる単位で、培地で培養した菌が作る集団（コロニー）の数を表す。例えば、「１０ＣＦＵ/ｍｌ」とは、１ｍｌの液を培地に塗布した際に、１０個のコロニー（目で見て確認できる斑点の数）が確認できたということを示す。
【００３４】
図５は、ステンレス上に銀イオン水を滴下し乾燥させたものに大腸菌を塗布後放置したときの菌数を示す。銀イオンなし（０ｐｐｂ）の場合の１．６×１０7ＣＦＵ/ｍｌというかなり多い菌数に対して、９０ｐｐｂの銀イオン水を滴下した場合は、約９７％菌数が減少しており、大幅な菌数減少が見られる。銀イオン水の濃度がさらに高くなると、それに従いさらに菌数の減少は大きくなる。このように、初期菌数が多い場合でも、かなり薄い濃度の銀イオン水で除菌が可能である。
【００３５】
図６は、室温に放置した水中の好気性一般細菌の菌数時間変化を示す。ただし、銀イオン水の濃度は９０ｐｐｂである。また、蒸留水は残留塩素を除いたものである。銀イオン水の場合、かなり時間が経過しても、菌数の増加が見られず、飲料可能な水道水のレベルを保持している。ここで、飲料可能なレベルとは、一般細菌数が１００ＣＦＵ/ｍｌ以下である。一方、蒸留水の場合、時間経過とともに菌数が増加し、飲料可能限界を超えてしまう。このように、銀イオンを水中に分散させることで長らく水を衛生的に保持できる。
【００３６】
上記のように、銀イオン水の濃度としては９０ｐｐｂ以上あれば、十分に抗菌効果を発揮できる。しかし、銀イオン水の濃度が９０ｐｐｂ未満であると、図５に示すように菌の汚染程度によっては抗菌効果が得られない場合があると考えられる。
【００３７】
また、銀イオン水の濃度を高濃度にすれば、抗菌効果が得られやすいと考えられるが、金属アレルギー等の人体への悪影響も出やすくなる。ここで、１ｐｐｍの濃度の銀イオン水を含浸させた布を皮膚に貼り付けて２４時間後の様子を観察した結果、準陰性（皮膚刺激性が認められない）という結果であった。
【００３８】
電流値と通水量を変化させることで様々な濃度の銀イオン水を生成可能であるが、以上より、銀イオン水の濃度としては９０ｐｐｂ以上１ｐｐｍ以下であれば、人体への悪影響がない範囲で十分に抗菌効果を発揮できる。
【００３９】
なお、以上の実施形態では、通水回路に金属イオン水生成ユニットを設置し、通水中に金属板を連続的に電気分解する構成であるが、金属板を配設した容器に水を貯留し、所定時間金属板を電気分解することで貯留水に金属イオンを含有させる構成でもよい。この場合、均一な金属イオン水を得るために容器内に攪拌翼を設けてもよい。
【００４０】
また、金属板（金属電極）は抗菌性を有する金属イオンを生成できる金属（銀、銅、亜鉛等）を２種類以上組み合わせたものでもよい。この場合、金属板を水中で電気分解することで、２種類以上の金属イオンを含んだ抗菌性を有する水を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】は、金属イオン水生成ユニットとその周辺部の概略側面図である。
【図２】は、イオン溶出部の概略上面断面図である。
【図３】は、金属板に電圧を印加するための電気回路の一例を示す図である。
【図４】は、金属イオン水生成ユニットを配設した歯科用治療装置の外観図である。
【図５】は、ステンレス上で放置した大腸菌の菌数を示すグラフである。
【図６】は、室温に放置した水中の好気性一般細菌の菌数時間変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１    治療イス
２    ワークテーブル
３    スピットン
４    無影灯
５    インスツルメントホルダ
６    フットスイッチ
７    アシスタント用インスツルメントホルダ
８    歯科治療用インスツルメント（ハンドピース）
９    インスツルメントホース
１０    チェアユニット
１１    歯科用治療装置
１２    イオン溶出部
１３    容器
１４    金属板固定部
１５    金属板
１６    金属板
１７    電極線
１８    電極線
１９    電圧印加部
２０    吐出管
２１    給水管
２２    交流電源
２３    定電流回路
Ｌ    電極間距離
Ｑ１    ＮＰＮ型トランジスタ
Ｑ２    ＮＰＮ型トランジスタ
Ｑ３    ＮＰＮ型トランジスタ
Ｑ４    ＮＰＮ型トランジスタ
Ｓ１    制御信号
Ｓ２    制御信号
Ｓ３    制御信号
Ｓ４    制御信号
【図１】
2006043010.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006043010.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006043010.tif 000007
【図６】
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