(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細ミストを噴射する洗浄用微細ミスト生成装置であって、
ノズルと、
前記ノズルに高圧液体を供給する液体供給部と、を有し、
前記ノズルは、前記液体供給部に接続された筒状の液体流路と、
前記液体流路に連通するとともに前記液体流路を介して供給された前記高圧液体を、粒径３０μｍ以下の微細な液滴である微細ミストとして１０ｍ／ｓｅｃ以上の高速に噴射する噴射口と、を有することを特徴とする
洗浄用微細ミスト生成装置。
【請求項２】
前記ノズルは、矩形状に形成された噴射口を有し、該噴射口から前記微細ミストを扇形状に噴射することを特徴とする請求項１に記載の洗浄用微細ミスト生成装置。
【請求項３】
エア供給装置を有し、
前記ノズルは、前記エア供給装置に接続された筒状のエア流路と、
前記エア流路に連通するとともに前記エア流路を介して供給されたエアを吐出するエア噴射口と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗浄用微細ミスト生成装置。
【請求項４】
前記エア噴射口から吐出されるエアは、前記微細ミストの噴射対象の近傍に向けて吐出されることを特徴とする請求項３に記載の洗浄用微細ミスト生成装置。
【請求項５】
吸引装置を有し、
前記ノズルは、吸引口と、
前記吸引装置に連通するとともに前記吸引口に連通する筒状の吸引流路と、を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の洗浄用微細ミスト生成装置。
【請求項６】
前記ノズルは、前記噴射口の近傍に設けられるとともに、前記微細ミストの噴射方向に延設された、前記噴射口と噴射対象までの距離を一定に保つブラシを有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の洗浄用微細ミスト生成装置。
【請求項７】
前記ノズルは、前記噴射口を囲むように前記噴射口の近傍に設けられるとともに、前記微細ミストの噴射方向に延設されたブラシを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の洗浄用微細ミスト生成装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の洗浄用微細ミスト生成装置を用いた口腔内洗浄装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の洗浄用微細ミスト生成装置、または、請求項８に記載の口腔内洗浄装置のノズル。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の洗浄用微細ミスト生成装置の洗浄用微細ミスト生成方法であって、
液体供給部が、ノズルに高圧液体を供給する工程と、
前記ノズルが、前記液体供給部から液体流路を介して供給された高圧液体を、噴射口から微細な液滴である微細ミストとして高速に噴射する工程と、を有することを特徴とする
洗浄用微細ミスト生成装置の洗浄用微細ミスト生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄用微細ミスト生成装置、口腔内洗浄装置、ノズル、口腔内洗浄方法、および、洗浄用微細ミスト生成装置の洗浄用微細ミスト生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、入院患者、要介護者、高齢者などの免疫力の低下した者が口腔ケアを十分にできない状況において、口腔内の細菌感染及び口腔細菌の誤嚥により、誤嚥性肺炎などの感染症を引き起こすリスクがある。
口腔ケアを十分に行った場合、入院期間を大幅に減らすことができる、感染症の感染率を下げることができる、などの報告がある。【０００３】
このように、歯など口腔内を洗浄することは重要である。特に、第三者により口腔内を簡易かつ十分に洗浄できるような技術が重要である。【０００４】
しかしながら、入院患者などの歯の清掃、口腔内の清掃などを、口をあけて、歯を一個一個清掃する作業は、時間もかかり、技術も必要で手間がかかる。【０００５】
ところで、歯を磨く方法としては、一般的なブラシで磨く、超音波歯ブラシで磨く、超音波スケーラーで歯石などを除去する、ジェット水流で歯間や歯周ポケットなどを洗浄する、などが知られている。【０００６】
ジェット水流により口腔内を洗浄する口腔洗浄器としては、例えば、特許文献１などに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−０３３６５６号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４０５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば、ジェット水流により口腔内を清掃する口腔洗浄装置により、ジェット水流で歯間などを洗浄した場合、ジェット水流が歯グキなどに当たり、患者に痛みが生じる場合がある。これは、ジェット水流、すなわち液柱の運動量が大きく、歯グキなどに一度に大きな撃力を与えるためである。【０００９】
このため、本願発明者は、ジェット水流でなく、例えば、水を微細な液滴の霧状にして、高速に口腔内に噴霧する装置を考えた。微細な液滴の集まりを高速に噴射対象に当てた場合、噴射対象の表面や表面近傍部分のみに、液滴が繰り返し撃力を与えることができる。【００１０】
水などを噴霧する装置としては、例えば、圧縮ガスを用いて、その圧縮ガスと液体を混合し、ノズルからガス−液体混合物であるミストを噴霧する医療噴霧装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献２に記載の医療噴霧装置は、圧縮ガスを用いており、その圧縮ガスと液体を混合する複雑な構造を要するという問題がある。【００１１】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、簡単な構成の洗浄用微細ミスト生成装置を提供すること、少量の水を用いて、微細な液滴である高速な微細ミストを口腔内などの噴射対象に噴射し、人体に損傷を与えることなく、噴射対象を高い洗浄力で容易に洗浄することができる洗浄用微細ミスト生成装置を提供すること、口腔内洗浄装置を提供すること、洗浄用微細ミスト生成装置または口腔内洗浄装置に用いられるノズルを提供すること、口腔内洗浄方法を提供すること、洗浄用微細ミスト生成装置の洗浄用微細ミスト生成方法を提供すること、などを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明による洗浄用微細ミスト生成装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
微細ミストを噴射する洗浄用微細ミスト生成装置であって、
ノズルと、
前記ノズルに高圧液体を供給する液体供給部と、を有し、
前記ノズルは、前記液体供給部に接続された筒状の液体流路と、
前記液体流路に連通するとともに前記液体流路を介して供給された前記高圧液体を、微細な液滴である微細ミストとして高速に噴射する噴射口と、を有することを特徴とする。【００１３】
本発明の口腔内洗浄装置は、上記本発明の洗浄用微細ミスト生成装置を用いたことを特徴とする。【００１４】
本発明のノズルは、上記本発明の洗浄用微細ミスト生成装置、または、上記本発明の口腔内洗浄装置のノズルである。【００１５】
また、本発明の口腔内洗浄方法は、上記本発明の洗浄用微細ミスト生成装置を用いた口腔内洗浄方法であって、前記洗浄用微細ミスト生成装置が噴射口から噴射対象へ微細ミストを高速に噴射して前記噴射対象を洗浄することを特徴とする。【００１６】
また、本発明の洗浄用微細ミスト生成装置の洗浄用微細ミスト生成方法は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
上記本発明の洗浄用微細ミスト生成装置の洗浄用微細ミスト生成方法であって、
液体供給部が、ノズルに高圧液体を供給する工程と、
前記ノズルが、前記液体供給部から液体流路を介して供給された高圧液体を、噴射口から微細な液滴である微細ミストとして高速に噴射する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構成の洗浄用微細ミスト生成装置を提供することができる。
また、本発明によれば、少量の水を用いて、微細な液滴である高速な微細ミストを口腔内などの噴射対象に噴射し、人体に損傷を与えることなく、噴射対象を高い洗浄力で容易に洗浄することができる洗浄用微細ミスト生成装置を提供することができる。
また、本発明によれば、洗浄用微細ミスト生成装置を用いた口腔内洗浄装置を提供することができる。
また、洗浄用微細ミスト生成装置または口腔内洗浄装置に用いられるノズルを提供することができる。
また、洗浄用微細ミスト生成装置の洗浄用微細ミスト生成方法を提供することができる。
また、例えば、看護師などが重篤な患者などの口腔内を容易に洗浄することができ、手
間を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る洗浄用微細ミスト生成装置の一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る洗浄用微細ミスト生成装置の一例を示す模式図。
【図３】洗浄用微細ミスト生成装置のノズルの一例を示す断面斜視図。
【図４】ブラシを設けたノズルの一例を示す断面斜視図。
【図５】ブラシを設けたノズルの一例を示す斜視図。
【図６】ノズルの一例を示す正面図。
【図７】図６に示したノズルの一例を示す部分透過正面図。
【図８】図７に示したノズルのＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図９】図７に示したノズルのＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１０】図８に示したノズルの部分拡大断面図。
【図１１】図６に示したノズルの部分拡大正面図。
【図１２】噴射対象に微細ミストを噴射したシミュレーションの結果の一例を示す図。
【図１３】微細ミストの撮像画像の一例を示す図。
【図１４】微細ミストの平均流速の一例を示す図。
【図１５】エア噴出口を斜めに設けたノズルの一例を示す断面図。
【図１６】図１５に示したノズルから噴射される微細ミストの撮像画像の一例を示す図。（ａ）は、エア噴出口からエアを噴出させた場合の撮像画像。（ｂ）は、エア噴出口からエアを供給しない場合の撮像画像。
【図１７】図１５に示したノズルから噴射される微細ミストの平均流速の一例を示す図。（ａ）は、エア噴出口からエアを噴出させた場合の平均流速を示す図。（ｂ）は、エア噴出口からエアを供給しない場合の平均流速を示す図。
【図１８】図１５に示したノズルから噴射される微細ミストの噴出口から１０ｍｍの距離における流速の一例を示す図。
【図１９】エア噴出口を斜めに設けたノズルの一例を示す断面図。（ａ）は、エア噴出口に沿った断面図。（ｂ）は、吸引口に沿った断面図。
【図２０】歯に塗ったプラークの洗浄率を説明する図。（ａ）は、歯にプラークを塗った状態の撮像画像。（ｂ）は、洗浄前の歯に塗布されたプラークを２値化した画像。（ｃ）は、洗浄後の歯に残ったプラークを２値化した画像。
【図２１】人工プラーク除去実験の一例を示す図。（ａ）は人工プラーク除去実験前の噴射対象の一例を示す図。（ｂ）は人工プラーク除去実験後の噴射対象の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係る洗浄用微細ミスト生成装置は、ノズルと、ノズルに高圧液体を供給する液体供給部と、を有する。このノズルは、液体供給部に接続された筒状の液体流路と、液体流路に連通するとともに液体流路を介して供給された高圧液体を、微細な液滴である微細ミストとして高速に噴射する噴射口と、を有する。
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。詳細には、例えば、洗浄用微細ミスト生成装置を用いた口腔内洗浄装置などを説明する。
本発明の実施形態は図示の内容を含むが、これのみに限定されるものではない。なお、以後の各図の説明で、既に説明した部位と共通する部分は同一符号を付して重複説明を一部省略する。
【００２１】
図１は本発明の実施形態に係る洗浄用微細ミスト生成装置の一例を示す図である。図２は本発明の実施形態に係る洗浄用微細ミスト生成装置の一例を示す模式図である。図３は洗浄用微細ミスト生成装置のノズルの一例を示す断面斜視図である。
【００２２】
洗浄用微細ミスト生成装置１００は、ノズル１０（マイクロミストノズル）、ウォータポンプ３０などを有する。この洗浄用微細ミスト生成装置１００は、例えば、口腔内の洗浄を目的とする微細ミストを生成する機構を有する。詳細には、洗浄用微細ミスト生成装置１００は、例えば、病院、介護施設などで看護師や介護士などにより使用され、患者などの口腔内の洗浄（口腔ケア）を行う。
【００２３】
本実施形態では、洗浄用微細ミスト生成装置１００は、ノズル１０（マイクロミストノズル）と、ウォータポンプ３０と、タンク１０３と、エアポンプ２０と、バキュームポンプ４０と、などを有する。
【００２４】
ノズル１０（マイクロミストノズル）は、水などの高圧液体が供給された場合、噴射口１１から高速に微細な液滴である微細ミスト１を噴射する。水を微細な液滴の霧状にして、微細な液滴の集まりを高速に噴射対象に当てた場合、噴射対象の表面や表面近傍部分のみに撃力を繰り返し与えることができる。
ノズル１０から噴射される高速な微細ミスト１の流速は、約１０〜１００ｍ／ｓｅｃであり、本実施形態では、約２０〜４０ｍ／ｓｅｃである。
また、微細ミスト１の平均粒径は、１０μｍ〜３０μｍ程度であり、本実施形態では、２０μｍ程度である。微細ミストである微細な液滴の粒径の計測方法は、例えば、ノズルに供給される液体（水）の水圧を６ＭＰａなどの所定圧力に設定した場合、ノズル直下２００ｍｍの位置でのザウター平均で計測することができる。
【００２５】
液体供給部としてのウォータポンプ３０は、液体供給管３１を介してノズル１０に接続されており、ノズル１０に水などの高圧液体を供給する。液体の圧力（水圧）は、１ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度であり、本実施形態では、６ＭＰａ程度である。
タンク１０３は、ウォータポンプ３０に接続されており、水などの液体を貯蔵している。
【００２６】
エアポンプ２０は、エア供給管２１を介してノズル１０に接続されており、ノズル１０に高圧エアを供給する。
【００２７】
吸引装置としてのバキュームポンプ４０は、吸引管４１を介してノズル１０に接続されており、ノズル１０から水などの液体やエアなどの気体を吸引する。
【００２８】
尚、洗浄用微細ミスト生成装置１００は、図２に示したように、ノズル１０とウォータポンプ３０の間に、液体中の不純物などを除去するフィルタ１０１、圧力計１０２、タンク１０３などを設けた構成であってもよい。圧力計１０２はノズル１０に供給される高圧液体の圧力を計測する。不図示の制御部（制御回路）は、圧力計１０２による計測結果に基づいて、液体供給部としてのウォータポンプ３０により供給される高圧液体の圧力を最適な値に制御するように構成されている。
【００２９】
本実施形態では、ノズル１０は、図３に示したように、液体供給部としてのウォータポンプに接続される筒状の液体流路１２と、液体流路１２に連通するとともに液体流路１２を介して供給された高圧液体を、微細な液滴である微細ミストとして高速に噴射する噴射口１１と、を有する。本実施形態では、噴射口１１はノズル１０の先端部の中央部に形成されている。
【００３０】
液体流路１２は、ノズル１０の中央部に筒状に設けられており、一方の端部に液体供給管３１が連通した構造となっている。本実施形態では、ノズル１０の中央部に、液体供給管３１の直径１３（内径）よりも大径で筒状の液溜り部１２ａが設けられている。こうすることにより、液溜り部１２ａから噴射口１１に高圧液体を効率よく供給することができ、噴射口１１から微細ミストを長時間連続して噴射することができる。
【００３１】
噴射口１１の形状は、円形状や楕円形状であってもよいし、三角形状、四角形状、六角形状などの多角形状であってもよい。
本実施形態では、ノズル１０は、円形状に形成された噴射口１１を有し、その噴射口１１から微細ミストを円錐状に噴射する。ノズルに円形の噴射口を形成した場合、円形状の噴射口の直径は１００μｍ〜５００μｍ程度、噴射口の孔長さ（液体の流れる方向に沿った長さ）は１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。好ましくは、円形状の噴射口の直径は１００μｍ、噴射口の孔長さ１ｍｍ程度で、この場合、噴射口１１から高速で微細な口腔内洗浄に適したミストを噴射することができる。直径１００μｍ、孔長さ１ｍｍ程度の噴射口と同程度の流動抵抗を有すればよく、これを満たす直径と孔長さの関係は無数にある。
尚、ノズルに矩形状の細溝である噴射口１１を形成してもよい。この場合、矩形状の細溝である噴射口１１は、例えば１０〜５０μｍ程度の幅、好ましくは２０μｍ〜３０μｍ程度である。また、矩形状の細溝である噴射口１１の長さは１００〜１０００μｍ程度であり、２００μｍ程度が好ましい。また、噴射口の孔長さは２００μｍ〜５０００μｍ程度であり、１０００μｍ程度が好ましい。噴射口が矩形状の場合も直径１００μｍ、噴射口の孔長さ１ｍｍ程度の噴射口と同程度の流動抵抗を有すればよく、これを満たす溝幅と溝長さと孔長さの関係は無数にある。ノズル１０が矩形状に形成された噴射口１１を備える場合、その噴射口１１から微細ミストを扇形状に高速に噴射することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、ノズル１０は、エア供給装置であるエアポンプに接続された筒状のエア流路１４と、エア流路１４に連通するとともにエア流路１４を介して供給されたエアを、微細ミストの噴射対象の近傍または噴射対象に向けて吐出するエア噴射口１４ａと、を有する。本実施形態ではエア噴射口１４ａは、ノズル１０の先端部の噴射口１１の近傍に形成されている。また、本実施形態では、エア噴射口１４ａは、噴射口１１の上方および下方に形成されている。
詳細には、エア噴射口１４ａから噴射されたエアにより、噴射対象またはその近傍の表面の液膜を除去することができる。この状態で、噴射口１１から噴射対象に向けて微細ミストを噴射することで、微細ミストを噴射対象に直接当てることができ、噴射対象の表面を高効率で洗浄することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、ノズル１０は、吸引口１５ａと、この吸引口１５ａに連通するとともに、吸引装置であるバキュームポンプ４０に連通する筒状の吸引流路１５を有する。
本実施形態では、吸引口１５ａは、ノズル１０の先端部に設けられている。詳細には、ノズル１０の先端部の外周部付近に、複数個の吸引口１５ａが形成されている。
バキュームポンプ４０を動作させることにより、この吸引口１５ａから、不要な微細ミスト、不要な液体、不要なエアなどを吸引することができる。
【００３４】
洗浄用微細ミスト生成装置は、吸引口１５ａから吸引されるエアや液体などの吸引量が、エア噴射口１４ａからのエア噴射量よりも大きくなるように構成されている。本実施形態では、吸引口１５ａから吸引されるエアや液体などの吸引量は、例えば、エア噴射口１４ａからのエア噴射量の約５〜２０倍程度に設定されている。この場合、不要な微細ミスト、不要な液体、不要なエアなどを高効率で吸引することができる。
【００３５】
尚、洗浄用微細ミスト生成装置は、エア噴射口１４ａから噴射されるエアの速度が、吸引口１５ａから吸引されるエアや液体などの吸引速度よりも大きくなるように構成されている。
【００３６】
図４はブラシ１８を設けたノズル１０Ｂの一例を示す断面斜視図である。図５はブラシ１８を設けたノズル１０Ｃの一例を示す斜視図である。
図４、図５に示したノズルは、噴射口１１の近傍に設けられるとともに、微細ミストの噴射方向に延設された、噴射口１１と噴射対象までの距離を一定に保つブラシ１８を有する。
本実施形態では、ブラシ１８は、ノズルの噴射口１１を囲むように、噴射口１１の近傍に設けられるとともに、微細ミストの噴射方向に延設されている。詳細には、ブラシ１８は、ノズルの先端部の外周部に設けられている。
このブラシ１８は、口腔外への水、微細ミスト、洗浄により発生したカスなどの不純物などの飛散を防止することができる。尚、このブラシ１８は、エア噴射口１４ａから噴射されるエアに対しては通気性を有することが好ましい。この場合、ブラシ１８とノズルと噴射対象で囲まれる空間内の水、微細ミスト、洗浄により発生したカスなどの不純物などの口腔外への飛散を防止するとともに、吸気口などで吸気されずに余ったエアを、その空間外に排出することができる。
【００３７】
図６はノズル１０Ｄの一例を示す正面図である。図７は図６に示したノズル１０Ｄの一例を示す部分透過正面図である。図８は図７に示したノズルのＡ−Ａ線に沿った断面図である。図９は図７に示したノズル１０ＤのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１０は図８に示したノズル１０Ｄの部分拡大断面図である。図１１は図６に示したノズル１０Ｄの部分拡大正面図である。
【００３８】
洗浄用微細ミスト生成装置のノズルの一例を説明する。
図６〜図１１に示したノズルの例では、ノズル１０Ｄの先端部に、矩形状の極細溝である噴射口１１が形成されている。
ノズル１０Ｄの中心部には、大径の液溜り部１２ａ（液体流路１２）が形成され、細溝の噴射口１１に連通する細管１１ｂが形成されている。この細管１１ｂの直径は、細溝の噴射口１１の長さよりも短く、本実施液体では、半分程度に形成されている（図１０参照）。
細溝の噴射口１１の長さ１１ＬＡは４００μｍ程度、幅１１ＬＢが２０μｍ程度であり、噴射口１１の孔長さ（深さ）は２００μｍ程度である（図１１参照）。
【００３９】
噴射口１１の近傍にはエア噴射口１４ａが形成されており、エア噴射口１４ａに連通する筒状のエア流路１４が断面Ｌ字形状に形成されている。
【００４０】
図１２は噴射対象に微細ミストを噴射したシミュレーションの結果の一例を示す図である。
本願発明者は、洗浄用微細ミスト生成装置から噴射される扇形状の微細ミストの効果を確認するために、コンピュータによりシミュレーションを行った。
詳細には、図１２に示したように、噴射対象として歯、歯間などを想定し、洗浄用微細ミスト生成装置のノズルから扇状の微細ミストが噴射された場合を、コンピュータによりシミュレーションを行った。
ノズルから噴射された縦長、幅狭の扇状のミストが、歯間に向かって噴射された場合、微細ミストが歯間を高速に通り抜けることができ、歯間を効率よく洗浄することが分かった。
【００４１】
図１３は微細ミストの撮像画像の一例を示す図、図１４は微細ミストの平均流速の一例を示す図である。図１３、図１４において、流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ、ノズルに供給する高圧液体（水）の圧力１９ＭＰａである。
図１４において、横軸に横方向の位置［単位：ｍｍ］を示し、左縦軸に上下方向の位置［単位：ｍｍ］を示し、右縦軸に平均流速Ｖ［ｍ／ｓ］を示す。尚、図１４において、平均流速を濃度により示している。
【００４２】
図１４に示したように、洗浄用微細ミスト生成装置から生成したミストの流束を確認することができた。図１４に示した平均流速は、粒子画像流速測定法により測定した。生成したミストに厚さ１ｍｍ程度のレーザーシートを照射し、ハイスピードカメラでミストの移動を撮影した。撮影した動画を粒子画像流速測定法により解析して流束を得た。
【００４３】
図１３、図１４により、ノズルの噴射口から噴射され微細ミストは、微細ミストの中心部分の大きな平均流速であり、上下方向にずれた位置では、小さな平均流速となっていることが分かった。
【００４４】
図１５は、ノズル１０Ｅの先端部に設けたエア噴出口１４ａから噴出されるエアの方向が、噴射口１１から噴射された微細ミストの中心方向に向けて斜めに噴出されるようにエア流路１４に連通するエア噴出口１４ａが設けられた一例を示すノズルの断面図である。
本実施形態では、噴出口１１から噴射方向の１０ｍｍ先でエア噴出口１４ａのエア噴出方向の中心線と交差するように設定されている。
【００４５】
また、図１５に示すノズルにおいては、ノズル１０Ｅの先端部にノズル部品１０Ｆが液体流路１２側からはめ込まれている。このノズル部品１０Ｆは、ノズルＥに対して個別に加工できるため、ノズル１０の製造を容易にすることができる。
【００４６】
図１６は、図１５に示したノズル１０Ｅによる微細ミストの噴射角の広がりを示す撮影画像の一例を示す図である。図１６（ａ）は、流量が２０ｍｌ／ｍｉｎ、エア噴出口１４ａに供給するエアの圧力０．５ＭＰａとした場合の微細ミストの噴射状態を示す図であり、微細ミストの中心方向に対して、噴射角は約２０度となっている。図１６（ｂ）は、同じ条件でエアの供給をしない場合の微細ミストの噴射状態を示す図であり、噴射角は約２．５度となっている。
【００４７】
図１７は、図１５に示したノズル１０Ｅによる微細ミストの平均流速の一例を示す図である。図１７（ａ）は、図１６（ａ）と同じ条件での微細ミストの流速（空間平均値）分布をカラーマップしたものを濃淡により示す図である。ここでの流速は、ミストの軸方向成分である図１７（ａ）において、微細ミストの軸中心の最大流速はノズルより１２．５ｍｍ下流で１５０．０ｍ／ｓであり、その位置の微細ミストの平均流速が７３．３ｍ／ｓである。
また、図１７（ｂ）は、図１６（ｂ）と同じ条件での微細ミストの流速（空間平均値）分布をカラーマップしたものを濃淡により示す図である。図１７（ｂ）において微細ミストの軸中心の最大流速はノズルより５．４ｍｍ下流で６８．５ｍ／ｓであり、その位置の微細ミストの平均流速が１５ｍ／ｓである。なお、図１７の右部に縦方向に並ぶ数字は、各濃度の流速（ｍ／ｓ）を示す数値である。
【００４８】
図１８は、図１５に示すノズル１０Ｅの微細ミストの噴射方向に対して、噴出口１１から１０ｍｍの距離における流速を比較したものである。流量が２０ｍｌ／ｍｉｎの場合、噴射方向の中心線上では，エアなしの場合には６４．６［ｍ／ｓ］であり、０．５ＭＰａのエアを供給した場合には１３４．３［ｍ／ｓ］であった。
【００４９】
図１７，図１８から分かるように、エアによるアシストのある場合には、微細ミストの流速を加速することができ、加えて、噴射角を広くすることができる。そのため、微細ミストによる洗浄効率を向上させることができる。さらに、エアにより歯などの洗浄物に対して，その表面の液膜を除去することもでき、洗浄効率の向上を図ることができる。
【００５０】
図１９は、ノズル１０Ｇの先端部に設けたエア噴出口１４ａから噴出されるエアの方向が、噴射口１１から噴射された微細ミストの中心方向に向けて斜めに噴出されるようにエア噴出口１４ａにつながるエア流路１４が設けられた一例を示すノズルの断面図である。
本実施形態では、噴出口１１から噴射方向の６ｍｍ先でエア噴出口１４ａのエア噴出方向の中心線と交差するように設定されている。
ノズル１０Ｇは、０．３ｍｍの直径のノズル１４ａ、直径０．５ｍｍの直径のノズル１４ｂ、０．７ｍｍの直径のノズル１４ｃを設けたものを示す。
【００５１】
【表１】
0006485641.tif 000002
【００５２】
表１は、ノズル１０Ｇのエア噴出口１４ａのうち、直径が０．５ｍｍと０．７ｍｍについて、エア供給圧力と流量を変化させて微細ミストの洗浄力を測定した結果を示すものである。洗浄力とは、プラーク付着面に対するプラーク除去能を示すもので、上述の表１は、歯モデルに塗布された人工プラークの面積に対するプラーク除去面積の割合（％）を示している。
本測定は、人工プラークを塗布した歯モデルに微細ミストを噴射することで行った。洗浄用微細ミスト生成装置は電動ステージに固定し、歯モデルから１０ｍｍの距離を維持した上、１００ｍｍ／分の移動速度で左右に１往復させることで微細ミストを歯モデルに噴射して人工プラークの除去を行った。微細ミスト噴射後に、歯モデルの画像を２値化し、人工プラークの除去された面積及び人工プラークの残存している面積から洗浄力を算出した。図２０（ａ）は、歯にプラークを塗った状態の撮像画像である。図２０（ｂ）は、洗浄前の歯に塗布されたプラークを２値化した画像である。また、図２０（ｃ）は、洗浄後の歯に残ったプラークを２値化した画像である。
【００５３】
ここで、流量が３０ｍｌ／ｍｉｎにおいて、エア噴出口１４ａの直径が、０．５ｍｍ、エアの供給圧力０．１ＭＰａ及び０．３ＭＰａの場合、或いは流量が３０ｍｌ／ｍｉｎにおいて、エア噴出口１４ａの直径が、０．７ｍｍ、エアの供給圧力０．１ＭＰａ及び０．３ＭＰａのいずれにおいても、エアによるアシストがない場合の流量が５０ｍｉ／ｍｉｎと同等以上の洗浄効果が得られることがわかる。すなわち、エアによるアシストを行うことで低流量でも高い洗浄効果が得られることがわかる。
【００５４】
図２１は人工プラーク除去実験の一例を示す図である。詳細には、図２１（ａ）は人工プラーク除去実験前の噴射対象の一例を示す図、図２１（ｂ）は人工プラーク除去実験後の噴射対象の一例を示す図である。
本願発明者は、洗浄用微細ミスト生成装置から噴射される微細ミストによる洗浄効果を確認する実験を行った。
詳細には、図２１（ａ）に示したように、歯垢や食べカス等を模した人工プラークが付着した歯モデルに歯垢染色剤を塗布して、人工プラーク（歯垢）を着色した後、洗浄用微細ミスト生成装置から噴射した微細ミストにより、人工プラーク（歯垢）の洗浄を行った。
洗浄の結果、図２１（ｂ）に示したように、歯、歯間、歯グキなどに付着していた歯垢や食べカス等を模した人工プラークをきれいに除去することができた。
【００５５】
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る洗浄用微細ミスト生成装置は、ノズル１０を有する。このノズル１０には高圧液体を供給する液体供給部としてのウォータポンプ３０が接続されている。ノズル１０は、ウォータポンプ３０（液体供給部）に接続された筒状の液体流路１２と、液体流路１２に連通するとともにその液体流路１２を介して供給された高圧液体を、微細な液滴である微細ミストとして高速に噴射する噴射口１１と、を有する。
このため、少量の水を用いて、微細な液滴である高速な微細ミストを口腔内などの噴射対象に噴射して、人体に損傷を与えることなく、噴射対象を高い洗浄力で洗浄することができる洗浄用微細ミスト生成装置を提供することができる。
【００５６】
また、看護師などが、本発明の実施形態に係る洗浄用微細ミスト生成装置を用いて、重篤な患者などの口腔内や皮膚などを容易に洗浄することができ、洗浄の手間を軽減することができる。
【００５７】
また、洗浄用微細ミスト生成装置は、ノズル１０が矩形状に形成された噴射口１１を有していてもよい。この場合、その矩形状の噴射口１１から微細ミスト１を扇形状に噴射するように、洗浄用微細ミスト生成装置が構成されている。
扇状の微細ミストは、例えば、矩形状の噴射口１１の短手方向（長手方向に直交する方向）に幅狭（ノズルの軸方向を基準とした噴射角度が約±５°）である。また、扇状の微細ミストの噴射角度は、矩形状の噴射口１１の長手方向に、約±３０°の噴射角度（ノズルの軸方向を基準）である。
微細ミストの速度分布に関し、矩形状の噴射口１１（微細スリット）から、噴射口１１と略同じ幅で、噴射方向に伸びて高速度部分が帯状に分布し、噴射方向からずれるほど低速となる。
微細ミスト生成装置は、上述した速度分布の微細ミストを噴射口１１から噴射するので、例えば、上記形状の微細ミストを歯間などの噴射対象に当てることにより、非常に高効率に歯間などの噴射対象を洗浄することができる。
【００５８】
尚、各噴射角度に関し、上述した実施形態に限られるものではない。洗浄用微細ミスト生成装置は、噴射口１１から噴射する扇形状の微細ミストに関し、例えば、短手方向の長さ、長手方向の噴射角度などを、使用環境に応じて適宜設定することができる。
例えば、洗浄用微細ミスト生成装置は、ウォータポンプによる水への圧力、ノズル１０への高圧液体の単位時間当たりの供給量などを適宜設定することにより、噴射口１１から噴射する微細ミストの形状を制御することができる。
このように、高圧液体を、極細溝である矩形状の噴射口１１を通して大気中へ放出した場合、噴射口１１から扇形状の微細ミストが噴射される。この扇形状の微細ミストを、噴射対象の歯間などにあてることにより、歯間を高効率で洗浄することができる。
【００５９】
また、本発明の実施形態に係る洗浄用微細ミスト生成装置は、エア供給装置としてのエアポンプ２０を有する。ノズル１０は、エアポンプ２０（エア供給装置）に接続された筒状のエア流路１４と、そのエア流路１４に連通するとともにエア流路１４を介して供給されたエアを、微細ミスト１の噴射対象の近傍に向けて噴射するエア噴射口１４ａと、を有する。
このように、微細ミストの噴射対象の衝突領域の近傍にあたるように、ノズル１０のエア噴射口１４ａからエアを噴射することで、歯間や歯面などの噴射対象の表面に存在する液膜を除去し、液膜を除去した状態で、噴射対象の表面に微細ミストをあてて、その噴射対象を高効率で洗浄することができる。
【００６０】
また、図３に示したノズルにおいて、２つのエア噴射口１４ａの間に、矩形状の微細溝の噴射口１１が設けられている。この噴射口１１の矩形状の短手方向に沿った直線上に、２つのエア噴射口１４ａが形成されている。
噴射口１１から扇形状の微細ミスト１を噴射し、且つ、２つのエア噴射口１４ａからエアを噴射した場合、２つのエア噴射口１４ａから噴射されたエアにより、扇形状の微細ミスト１に関し、噴射口１１の矩形状の短手方向の広がりを規制することができる。
【００６１】
また、図１５，図１９に示したノズルにおいて、ノズルの先端部に設けたエア噴出口１４ａから噴出されるエアの方向が、噴射口１１から噴射された微細ミストの中心方向に向けて斜めに噴出されるようにエア流路に連通するエア噴出口１４ａが設けられている。
このため、微細ミストの流速が高められると共に、微細ミストの噴射範囲を広くすることができ、微細ミストによる洗浄効率を高めることができる。
【００６２】
また、洗浄用微細ミスト生成装置は、吸引装置としてのバキュームポンプ４０を有する。ノズル１０は、吸引口１５ａと、吸引装置としてのバキュームポンプ４０に連通するとともに吸引口１５ａに連通する筒状の吸引流路１５と、を有する。
このため、バキュームポンプ４０を動作させることにより、吸引口１５ａから、不要な微細ミスト、不要な液体、不要なエアなどを吸引することができる。
【００６３】
また、洗浄用微細ミスト生成装置は、ノズル１０が、噴射口１１の近傍に設けられるとともに、微細ミスト１の噴射方向に延設された、噴射口１１と噴射対象までの距離を一定に保つブラシ１８を有する。このため、噴射口１１と噴射対象までの距離を一定に保った状態で、高い効率で噴射対象を洗浄することができる。
【００６４】
また、ノズル１０は、噴射口１１を囲むように噴射口１１の近傍に設けられるとともに、微細ミストの噴射方向に延設されたブラシ１８を備える。このようなブラシ１８をノズル１０に設けることにより、口腔外への水、微細ミスト、洗浄により発生したカスなどの不純物などの飛散を防止することができる。
【００６５】
また、本発明によれば、上記洗浄用微細ミスト生成装置を用いた口腔内洗浄装置を提供することができる。
【００６６】
また、本発明によれば、上述した洗浄用微細ミスト生成装置または口腔内洗浄装置のノズルを提供することができる。
【００６７】
また、本発明によれば、洗浄用微細ミスト生成装置の洗浄用微細ミスト生成方法は、液体供給部としてのウォータポンプ３０が、ノズル１０に高圧液体を供給する工程と、ノズル１０が、液体供給部としてのウォータポンプ３０から液体流路１２を介して供給された高圧液体を、噴射口１１から微細な液滴である微細ミストとして高速に噴射する工程と、を有する。
このように、簡単に、ノズルから微細な液滴である微細ミストとして高速に噴射させることができる。
【００６８】
また、本発明によれば、洗浄用微細ミスト生成装置を用いた口腔内洗浄方法は、洗浄用微細ミスト生成装置が噴射口から噴射対象の口腔内へ微細ミストを高速に噴射して噴射対象の口腔内を洗浄する。このため、噴射対象である口腔内を簡単に洗浄することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。
【００７０】
上記実施形態では、洗浄用微細ミスト生成装置は、口腔内を洗浄したが、この形態に限られるものではない。例えば、洗浄用微細ミスト生成装置により、人体や動物などの皮膚や体内などに、高速な微細ミストを当てることで、人体や動物などの皮膚や体内などを洗浄する洗浄用微細ミスト生成装置を提供することができる。
【００７１】
また、ノズルと、そのノズルに高圧供給ポンプとを一体型とした携帯型の洗浄用微細ミスト生成装置や口腔内洗浄装置であってもよい。
【００７２】
上述した洗浄用微細ミスト生成装置は、微細な液滴である微細ミストを噴射口から高速に噴射したが、例えば、複数の微小な孔部を一列に並べて設け、その複数の孔部から微小な液滴を噴射する態様であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…微細ミスト（微細な液滴）、１０…ノズル（マイクロミストノズル）、１１…噴射口、１４…エア流路、１４ａ…エア噴射口、１５…吸引流路、１５ａ…吸引口、１８…ブラシ、２０…エアポンプ（エア供給装置）、３０…ウォータポンプ（液体供給部）、４０…バキュームポンプ（吸引装置）、１００…洗浄用微細ミスト生成装置、１０３…タンク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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