JP2009131850A

JP2009131850A - 接点材料の表面洗浄装置及び接点材料の表面洗浄方法

Info

Publication number: JP2009131850A
Application number: JP2009060995A
Authority: JP
Inventors: Makoto Soma; 誠相馬; Masaharu Yasuda; 正治安田; Koji Sawada; 康志澤田
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】
接点材料の表面全面を洗浄することができ、しかも、多数個の接点材料を連続的に効率よく洗浄することができる接点材料の表面洗浄装置を提供する。
【解決手段】
絶縁材料で形成された複数の反応容器１の片側を吹き出し口２として開放する。希ガスと反応性ガスをプラズマ生成用ガスとして各反応容器１に導入すると共に大気圧近傍の圧力下で各反応容器１内にグロー放電を発生させる。これらのグロー放電により生成されるプラズマ５をプラズマジェットとして各反応容器１の吹き出し口２からそれぞれ吹き出して接点材料６の表面に供給することによって接点材料６の表面の汚染物を除去する。
【選択図】図２

Description

本発明は、リレーやスイッチなどに組み込まれて接点を構成する接点材料（接点部品）の表面を洗浄する装置及びこの装置を用いた洗浄方法に関するものである。

接点材料の表面は輸送時や保管時などに有機物で汚染されたり、硫黄系ガスや塩素系ガスに侵されて腐食したり、金属酸化膜が形成されたりすることがあり、このことにより、接点材料の接触抵抗が増加して導電性が低下し電気が流れない状態になることがあった。そこで、接点材料の表面に存在する汚染物を除去して表面を洗浄することによって、接点材料の接触抵抗が増加するのを防止して導電性を確保することが行われている。

従来において接点材料の表面に存在する汚染物を除去するにあたっては、リレーやスイッチの組み立て完成後に、強制的に電気を流しながら接点材料を接触させてアーク放電させることによって、接点材料の表面の汚染物を飛ばすというデバック処理が主に行われていた。

また、特開平５−１６０１７０号公報には、減圧下（真空）にした処理室内に水素ガスを充満させると共に処理室内の電極間に電圧を印加することによって、水素プラズマを生成し、この水素プラズマをリードフレームの表面に照射して供給することによって、リードフレームの表面を洗浄することが記載されており、この方法と同様に、減圧下で発生させた水素プラズマを接点材料の表面に供給することによって、接点材料の表面を洗浄することが行われている。

しかし、上記デバック処理では接点材料の接触点（接触部分）においては汚染物が飛んで除去されるが、接点材料の表面全面を洗浄することができないという問題があった。従って、シグナルリレーなどに適用される接触点が微小な接点材料の場合は接点の開閉で接触点が多少ずれると、洗浄されていない部分で接触して接触抵抗が大きくなり、導電性の低下や導電不良になることがあった。また、上記デバック処理ではリレーやスイッチを一個ずつ処理するので、処理時間が長くかかるという問題があった。

また、減圧下で接点材料の洗浄を行う上記の方法では、デバック処理と異なって接点材料の表面全面を処理することができるが、金属フープ材に未切断状態で保持されている組み立て前の接点材料を洗浄するためには、金属フープ材を適当な大きさに分断してから処理室内に導入して処理する必要があり、長尺な金属フープ材に保持されている多数個の接点材料を連続的に洗浄することができず、非効率的な洗浄しか行うことができないという問題があった。

一方、大気圧下でプラズマ処理を行うことが一般的に提案されてきており、例えば、特開平２−１５１７１号公報、特開平３−２４１７３９号公報、特開平１−３０６５６９号公報には、反応容器内の放電空間に一対の電極を配置すると共に電極間に誘電体を設け、放電空間をヘリウム（Ｈｅ）とアルゴン（Ａｒ）などの希ガスを主成分とするプラズマ生成用ガスで充満し、反応容器に被処理物を入れて電極間に交流電圧を印加することにより交流電界を発生させ、被処理物をプラズマ処理する方法が提案されている。また、特開平４−３５８０７６号公報、特開平４−２１２２５３号公報では、大気圧下でグロー放電により生成したプラズマを被処理物にジェット状に吹き出してプラズマ処理を行うことが提案されている。しかし、いずれの公報にも接点材料の洗浄に適用されたものではなかった。

特開平５−１６０１７０号公報特開平２−１５１７１号公報特開平３−２４１７３９号公報特開平１−３０６５６９号公報特開平４−３５８０７６号公報特開平４−２１２２５３号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、接点材料の表面全面を洗浄することができ、しかも、多数個の接点材料を連続的に効率よく洗浄することができる接点材料の表面洗浄装置及び接点材料の表面洗浄方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る接点材料の表面洗浄装置は、絶縁材料で形成された複数の反応容器１の片側を吹き出し口２として開放し、希ガスと反応性ガスをプラズマ生成用ガスとして各反応容器１に導入すると共に大気圧近傍の圧力下で各反応容器１内にグロー放電を発生させ、これらのグロー放電により生成されるプラズマ５をプラズマジェットとして各反応容器１の吹き出し口２からそれぞれ吹き出して接点材料６の表面に供給することによって接点材料６の表面の汚染物を除去することを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る接点材料の表面洗浄装置は、請求項１において、反応容器１を略円筒状に形成し、反応容器１内にグロー放電を発生させるための電極３、４を反応容器１の外側に設けて成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る接点材料の表面洗浄装置は、請求項１において、反応容器１を略角形筒状に形成し、吹き出し口２を幅広に形成し、反応容器１内にグロー放電を発生させるための電極３、４を反応容器１の外側に設けて成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る接点材料の表面洗浄方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銀を含む接点材料６の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして酸素ガスを用いることによって酸素プラズマ５ａを生成し、この酸素プラズマ５ａをプラズマジェットとして少なくとも一つの反応容器１の吹き出し口２から吹き出して接点材料６の表面に供給することによって接点材料６の表面の有機物を除去し、次に、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマ５ｂを生成し、この水素プラズマ５ｂをプラズマジェットとして他の少なくとも一つの反応容器１の吹き出し口２から吹き出して接点材料６の表面に供給することによって接点材料６の表面の硫化物や塩化物を除去することを特徴とするものである。

本発明の請求項５に係る接点材料の表面洗浄方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銅やニッケルを含む接点材料６の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマ５ｂを生成し、この水素プラズマ５ｂをプラズマジェットとして各反応容器１の吹き出し口２から吹き出して接点材料６の表面に供給することによって接点材料６の表面の酸化物を除去することを特徴とするものである。

本発明の請求項６に係る接点材料の表面洗浄方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銅やニッケルを含む接点材料６の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして酸素ガスを用いることによって酸素プラズマ５ａを生成し、この酸素プラズマ５ａをプラズマジェットとして少なくとも一つの反応容器１の吹き出し口２から吹き出して接点材料６の表面に供給することによって接点材料６の表面の有機物を除去し、次に、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマ５ｂを生成し、この水素プラズマ５ｂをプラズマジェットとして他の少なくとも一つの反応容器１の吹き出し口２から吹き出して接点材料６の表面に供給することによって接点材料６の表面の酸化物を除去することを特徴とするものである。

本発明の請求項７に係る接点材料の表面洗浄方法は、請求項４乃至６のいずれかにおいて、プラズマ５による洗浄後に接点材料６の表面に潤滑剤７を薄く付着させることによって耐腐食膜８を形成することを特徴とするものである。

上記のように本発明の請求項１の発明は、絶縁材料で形成された複数の反応容器の片側を吹き出し口として開放し、希ガスと反応性ガスをプラズマ生成用ガスとして各反応容器に導入すると共に大気圧近傍の圧力下で各反応容器内にグロー放電を発生させ、これらのグロー放電により生成されるプラズマをプラズマジェットとして各反応容器の吹き出し口からそれぞれ吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の汚染物を除去するので、プラズマを接点材料の表面の全面に亘って容易に供給することができ、接点材料の表面全面を洗浄することができるものであり、しかも、多数個の接点材料に対して連続的に容易にプラズマを供給することができ、効率よく洗浄することができるものである。

また、本発明の請求項２の発明は、反応容器を略円筒状に形成し、反応容器内にグロー放電を発生させるための電極を反応容器の外側に設けるので、プラズマを接点材料の表面の全面に亘って容易に供給することができ、接点材料の表面全面を洗浄することができるものであり、しかも、多数個の接点材料に対して連続的に容易にプラズマを供給することができ、効率よく洗浄することができるものである。

また、本発明の請求項３の発明は、反応容器を略角形筒状に形成し、吹き出し口を幅広に形成し、反応容器内にグロー放電を発生させるための電極を反応容器の外側に設けるので、多数個の接点材料を保持する金属フープ材を吹き出し口の幅広方向に複数個並べて搬送することによって、複数個の金属フープ材に同時にプラズマを供給することができ、多数個の接点材料に対して連続的に容易にプラズマを供給することができて効率よく洗浄することができるものである。

また、本発明の請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銀を含む接点材料の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして酸素ガスを用いることによって酸素プラズマを生成し、この酸素プラズマをプラズマジェットとして反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の有機物を除去し、次に、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマを生成し、この水素プラズマをプラズマジェットとして反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の硫化物や塩化物を除去するので、銀を含む接点材料の表面汚染である有機物、硫化物、塩化物を二酸化炭素ガス、硫化水素ガスや塩酸ガスとして揮発させて除去することができ、種類の異なる汚染物を確実に除去して洗浄することができるものである。

また、本発明の請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銅やニッケルを含む接点材料の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマを生成し、この水素プラズマをプラズマジェットとして反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の酸化物を除去するので、銅やニッケルを含む接点材料の主な表面汚染である酸化物を還元して水蒸気を揮発させて除去することができるものである。

また、本発明の請求項６の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銅やニッケルを含む接点材料の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして酸素ガスを用いることによって酸素プラズマを生成し、この酸素プラズマをプラズマジェットとして反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の有機物を除去し、次に、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマを生成し、この水素プラズマをプラズマジェットとして反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の酸化物を除去するので、銅やニッケルを含む接点材料の表面汚染である有機物を二酸化炭素ガスとして揮発させて除去すると共に酸化物を還元して水蒸気を揮発させて除去することができ、種類の異なる汚染物を確実に除去して洗浄することができるものである。

また、本発明の請求項７の発明は、プラズマによる洗浄後に接点材料の表面に潤滑剤を薄く付着させることによって耐腐食膜を形成するので、接点材料を組み立てた後、接点材料に直接汚染ガスが接触するのを耐腐食膜で防ぐことができ、接点材料の再汚染を防止して長寿命化を図ることができるものである。

本発明の参考例の一例を示す概略図である。本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。同上の他の反応容器の一例を示す概略図である。同上の接点材料の一例を示す断面図である。同上の接点材料の他例を示す断面図である。同上の接点材料の他例を示す断面図である。同上の耐腐食膜の形成工程を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１に洗浄装置の一例を示す。この洗浄装置は反応容器１の外周の全周に亘って複数の対をなす（一対の）電極３、４を接触させて設けると共に電極３、４を上下に対向させて配置することによって形成されており、電極３、４の間に対応する位置において反応容器１内には放電空間２１が形成されている。また、電極３、４は交流（高周波）またはパルス状の電圧を発生する電源１１と電気的に接続されており、上側に配置される一方の電極３は高圧電極として、下側に配置される他方の電極４は低圧電極（接地電極）としてそれぞれ形成されている。尚、電極３、４はそれぞれ一個ずつ以上あれば何個あっても良い。

反応容器１は高融点の絶縁材料（誘電体材料）で略円筒状に形成されるものである。反応容器１を構成する絶縁材料の誘電率は放電空間２１におけるプラズマの低温化の重要な要素であって、具体的には絶縁材料として、石英、アルミナ、イットリア部分安定化ジルコニウムなどのガラス質材料やセラミック材料などを例示することができる。また、反応容器１の上面はガス導入口１５として略全面に亘って開放されていると共に反応容器１の下面は吹き出し口２として略全面に亘って開放されている。このガス導入口１５と吹き出し口２は反応容器１内の放電空間２１と連通している。

電極３、４は、例えば、銅、アルミニウム、真鍮、耐食性の高いステンレス鋼（ＳＵＳ３０４など）などの導電性の金属材料で形成することができる。また、電極３、４は環状に形成されているが、その形状（特に内周形状）は反応容器１の形状（特に外周形状）に対応して円環状（リング状）に形成されている。そして、電極３、４の内側に反応容器１を挿着することによって、反応容器１の外周に電極３、４が取り付けられている。この時、電極３、４の内周面は反応容器１の外周面に全周に亘って接触させて配置していると共に電極３、４は吹き出し口２の上方において上下に対向させて配置されている。また、電極３、４の間隔はプラズマ５を安定に生成するために３〜２０ｍｍに設定するのが好ましい。

電源１１としては、交流（高周波）またはパルス状の電圧を発生するものであって、プラズマを放電空間２１で連続的に生成するのに必要な電圧（例えば、０．５〜５ｋＶ）を発生し、反応容器１内の放電空間２１において上記の電圧を電極３、４間に印加することができるものを用いる。本発明において電極３、４間に印加する電圧が交流電圧の場合は、その周波数を１ｋＨｚ〜２００ＭＨｚに設定するのが好ましい。交流電圧の周波数が１ｋＨｚ未満であれば、放電空間２１での放電を安定化させることができなくなり、プラズマ処理を効率よく行うことができなくなる恐れがある。また、交流電圧の周波数が２００ＭＨｚを超えると、放電空間２１でのプラズマの温度上昇が著しくなり、反応容器１や電極３、４の寿命が短くなる恐れがあり、しかも、被処理物（接点材料６）が熱的損傷を受けたり、表面洗浄装置が複雑化及び大型化する恐れがある。また本発明において放電空間２１に発生する（印加する）印加電力の密度は２０〜３５００Ｗ／ｃｍ^３に設定するのが好ましい。この印加電力の密度が２０Ｗ／ｃｍ^３未満であれば、放電空間２１でプラズマ５を充分に発生させることができなくなり、逆に、印加電力の密度が３５００Ｗ／ｃｍ^３を超えると、安定した放電を得ることができなくなる恐れがある。尚、印加電力の密度（Ｗ／ｃｍ^３）は、（放電空間２１に投入される電力／放電空間２１の体積）で定義される。

本発明ではプラズマ生成用ガスとして、希ガスと反応性ガスの混合気体を用いる。希ガスとしてはヘリウム、アルゴン、ネオンなどを例示することができ、これらを単独で用いたり併用したりすることができる。反応性ガスとしては酸素ガス、水素ガスなどを例示することができる。これらは除去する汚染物の種類によって使い分けることができ、汚染物が脂肪族系化合物などの有機物である場合には酸素ガスを用い、汚染物が硫化物、塩化物、酸化物である場合には水素ガスを用いる。尚、硫化物、塩化物、酸化物はそれぞれ接点材料６を構成する金属と硫黄、塩素、酸素が結合したものである。

プラズマ生成用ガスの希ガスとしてアルゴンとヘリウムの混合ガスを用いる場合は、反応容器１に供給されるアルゴンとヘリウムの総流量に対してヘリウムの流量が１０〜３０ｖｏｌ％にするのが好ましい。ヘリウムの流量が１０ｖｏｌ％未満であれば、アーク放電の発生を抑える効果が低くなる恐れがあり、ヘリウムの流量が３０ｖｏｌ％を超えると、相対的にアルゴンの流量が低くなってプラズマ５を効率よく生成することができなくなってプラズマ洗浄の効率が低くなる恐れがある。

また、プラズマ生成用ガスの反応性ガスとして酸素ガスを用いる場合は、反応容器１に供給されるプラズマ生成用ガスの総流量に対して酸素ガスの流量が０．５〜５ｖｏｌ％に設定するのが好ましく、これにより、反応容器１内でプラズマ５（酸素プラズマ５ａ）が効率的に生成されて有機物の除去性能を大きくすることができ、同時に接点材料６に対するアーク放電も防止することができるものである。酸素ガスの流量が０．５ｖｏｌ％未満では、十分な有機物の除去性能が得られなくなる恐れがあり、一方、酸素ガスの流量が５ｖｏｌ％を超えると、放電が不安定になる恐れがある。

また、水素ガスは反応容器１に供給されるプラズマ生成用ガスの総流量に対して０．３〜３ｖｏｌ％の流量に設定するのが好ましく、これにより、反応容器１内でプラズマ５（水素プラズマ５ｂ）が効率的に生成されて還元性能を大きくすることができ、同時に接点材料６に対するアーク放電も防止することができるものである。水素ガスの流量が０．３ｖｏｌ％未満では、アーク放電が発生する恐れがある。これは水素の濃度が低いと、水素による電子の吸着効果が薄くなり、プラズマ５中の荷電粒子密度が高くなるためである。また、水素ラジカルの生成が少なくなるために水素（ラジカル）による洗浄性能も低くなる恐れがある。一方、水素ガスの流量が３ｖｏｌ％を超えると、反応容器１内におけるプラズマ生成用ガスの流速（ガス速度）が速くなって放電空間２１内に滞在する時間が短くなり、よって、プラズマ生成用ガスに効率よく高周波電界のエネルギーが伝わらないために、水素ラジカルの生成が少なくなって上記と同様に洗浄性が低下する恐れがある。しかも、水素の爆発限界量の４％に近くなるために、装置の安全性が低下する恐れがある。

そして、上記のような表面洗浄装置を用いて接点材料６の表面の洗浄を行うにあたっては、次のようにして行う。まず、図１に矢印イで示すように、ガス導入口１５から反応容器１内にプラズマ生成用ガスを導入すると共にプラズマ生成用ガスを反応容器１内で上から下に向かって流して放電空間２１に導入する。次に、電源１１により電極３、４間にパルス状又は交流の電圧を印加し、この電圧の印加により放電空間２１にパルス状又は交流の電界を印加する（生じさせる）ことによって、大気圧近傍の圧力下（９３．３〜１０６．７ｋＰａ（７００〜８００Ｔｏｒｒ））で放電空間２１にグロー放電を発生させると共にグロー放電でプラズマ生成用ガスをプラズマ化してプラズマ活性種を含むプラズマ５を生成し、この後、プラズマ５を吹き出し口２から下方にプラズマジェット（ジェット状のプラズマ）として流出させ、吹き出し口２の下側（略円形の吹き出し口２の中心の真下）に配置された接点材料６の表面にプラズマ５を吹き付けて（照射して）供給することによって接点材料６の汚染物を除去するものである。

このようにして接点材料６の表面の洗浄を行うにあたって、接点材料６が金又は金を含む金属材料（合金等）で形成されている場合には、接点材料６の表面は主に有機物により汚染されているため、反応性ガスとして酸素ガスを用いることによってプラズマ５として酸素プラズマ５ａを生成し、この酸素プラズマ５ａを接点材料６の表面に供給して洗浄を行うようにする。すなわち、酸素プラズマ５ａを接点材料６の表面に供給することによって、
Ｃ＋Ｏ_２→ＣＯ_２↑ …（１）
のような反応を接点材料６の表面で起こし、接点材料６の表面に存在している有機物の汚染物を二酸化炭素ガスとして揮発させて除去して洗浄を行うことができる。

また、接点材料６が銀又は銀を含む金属材料（合金等）で形成されている場合には、銀は硫黄系ガスや塩素系ガスと化学反応し易いために、接点材料６の表面は主に硫化物や塩化物により汚染（腐食）されており、従って、反応性ガスとして水素ガスを用いることによってプラズマ５として水素プラズマ５ｂを生成し、この水素プラズマ５ｂを接点材料６の表面に供給して洗浄を行うようにする。すなわち、水素プラズマ５ｂを接点材料６の表面に供給することによって、
Ａｇ_２Ｓ＋Ｈ_２→２Ａｇ＋Ｈ_２Ｓ↑ …（２）
２ＡｇＣｌ_２＋Ｈ_２→２Ａｇ＋２ＨＣｌ↑ …（３）
のような反応を接点材料６の表面で起こし、接点材料６の表面に存在している硫化物や塩化物の汚染物から硫化水素ガスや塩酸ガスを揮発させて除去して金属銀へ還元することによって洗浄を行うことができる。

また、接点材料６が銅又は銅を含む金属材料（合金等）あるいはニッケル又はニッケルを含む金属材料（合金等）で形成されている場合には、銅あるいはニッケルは大気中の酸素と化学反応し易いために、接点材料６の表面は主に酸化物により汚染（酸化）されており、従って、反応性ガスとして水素ガスを用いることによってプラズマ５として水素プラズマ５ｂを生成し、この水素プラズマ５ｂを接点材料６の表面に供給して洗浄を行うようにする。すなわち、水素プラズマ５ｂを接点材料６の表面に供給することによって、
ＣｕＯ＋Ｈ_２→Ｃｕ＋Ｈ_２Ｏ↑ …（４）
または
ＮｉＯ＋Ｈ_２→Ｎｉ＋Ｈ_２Ｏ↑ …（５）
のような反応を接点材料６の表面で起こし、接点材料６の表面に存在している酸化物の汚染物から水蒸気を揮発させて除去して金属銅や金属ニッケルへ還元することによって洗浄を行うことができる。

さらに、接点材料６が銀又は銀を含む金属材料あるいは銅又は銅を含む金属材料あるいはニッケル又はニッケルを含む金属材料で形成されている場合であっても、接点材料６の保管状況などにより接点材料６の表面が有機物により汚染されていることがあるので、この場合は酸素プラズマ５ａを用いて接点材料６の表面で上記（１）と同様の反応を起こさせて有機物を除去した後、水素プラズマ５ｂを用いて接点材料６の表面で上記（２）〜（５）と同様の反応を起こさせて硫化物や塩化物や酸化物の除去を行って洗浄するのが好ましい。

また、上記の洗浄にあたって、長尺の金属フープ材（帯状金属板）２２に打ち抜き加工などを施して多数個の接点材料６を形成した後、金属フープ材２２が吹き出し口２の下側を通過するように金属フープ材２２を搬送する（搬送方向を矢印ロで示す）ことによって、金属フープ材２２に未切断状態で保持されている多数個の接点材料６に連続してプラズマ５を吹き付けて洗浄を行うことができ、多数個の接点材料６を連続的に効率よく洗浄することができるものである。もちろん、長尺の金属フープ材２２に打ち抜き加工などを施して多数個の接点材料６を形成した後、各接点材料６を金属フープ材２２から切断して分離し、この後、リレーやスイッチなどに組み込む前にベルトコンベア等を使って、吹き出し口２の下側を接点材料６が通過するように多数個の接点材料６を連続的に搬送することによって、多数個の接点材料６に連続してプラズマ５を吹き付けて洗浄を行うようにしても良く、この場合も、多数個の接点材料６を連続的に効率よく洗浄することができるものである。

そして、本発明では吹き出し口２の下側に配置された接点材料６の表面全面にプラズマ５を吹き付けて供給することによって、接点材料６の表面全面の汚染物を除去することができるものであり、この接点材料６で形成される接点の開閉で接触点が多少ずれたとしても、洗浄されていない部分で接触することが無くなって導電性の低下や導電不良を少なくすることができるものである。また、本発明では反応容器１からプラズマ５を吹き出して洗浄を行ういわゆる開放系であるので、金属フープ材２２を適当な大きさに分断してから処理室内に導入する必要が無く、効率的な洗浄を行うことができるものである。

また、この実施の形態では反応容器１の内面に沿った電気力線が形成されるように、反応容器１を挟んで対向しないように電極３、４を配置するので、反応容器１の内面に対して垂直方向に電気力線が生じにくくなって電気力線による反応容器１の劣化を少なくすることができ、反応容器１の内面からその構成物質が飛び出しにくくなって接点材料６が不純物により汚染されるのを少なくすることができるものである。すなわち、反応容器１を挟んで対向するように電極３、４を対向させて配置すると、反応容器１の内面に対して直交方向に電気力線が形成されることになって、電気力線による反応容器１の劣化が大きくなるが、上記実施の形態では反応容器１の内面に沿った電気力線が形成されるように、電極３、４を互いに上下に対向するように配置するので、放電空間２１内において電極３、４の間に反応容器１の内面に沿った上下方向の電気力線が形成されることになって、電気力線による反応容器１の劣化を少なくすることができるものである。

図２に本発明の実施の形態を示す。この実施の形態では図１に示す表面洗浄装置を二つ用い、この二つの表面洗浄装置を金属フープ材２２の搬送方向と平行な方向に並べて（隣接して）配置したものである。その他の構成は上記の実施の形態と同様である。このものでは、一方の表面洗浄装置の吹き出し口２の下側に多数個の接点材料６あるいは多数個の接点材料６を保持する金属フープ材２２を搬送して洗浄を行った直後に、他方の表面洗浄装置の吹き出し口２の下側に多数個の接点材料６あるいは金属フープ材２２を搬送して洗浄を行うようにするものである。従って、一方の表面洗浄装置に導入されるプラズマ生成用ガスの反応性ガスとして酸素ガスを用い、他の表面洗浄装置に導入されるプラズマ生成用ガスの反応性ガスとして水素ガスを用いるなどのようにして反応性ガスの種類を異ならせることによって、種類の異なる洗浄を連続して行うことができるものである。もちろん、同じ種類の反応性ガスを用いて同じ種類の洗浄を行っても良く、一つの洗浄を確実に行うようにしても良い。また、表面洗浄装置は二つに限らず、三つ以上の複数個を併設しても良い。

図３に表面洗浄装置の他例を示す。この表面洗浄装置も上記と同様に反応容器１の外周の全周に亘って複数の対をなす（一対の）電極３、４を接触させて設けると共に電極３、４を上下に対向させて配置することによって形成されており、電極３、４の間に対応する位置において反応容器１内には放電空間２１が形成されている。また、電極３、４は交流（高周波）またはパルス状の電圧を発生する電源１１と電気的に接続されており、上側に配置される一方の電極３は高圧電極として、下側に配置される他方の電極４は低圧電極（接地電極）としてそれぞれ形成されている。尚、電極３、４はそれぞれ一個ずつ以上あれば何個あっても良い。

反応容器１は上記と同様の高融点の絶縁材料（誘電体材料）で略角形筒状で扁平な形状に形成されるものである。また、反応容器１の上面はガス導入口１５として略全面に亘って開放されていると共に反応容器１の下面は吹き出し口２として略全面に亘って開放されている。このガス導入口１５と吹き出し口２は反応容器１内の放電空間２１と連通している。従って、吹き出し口２は反応容器１の幅方向（水平面における長手方向）と略平行な方向に長くて幅広に形成されている。

電極３、４は上記と同様の材料で環状に形成されているが、その形状（特に内周形状）は反応容器１の形状（特に外周形状）に対応して角環状（角リング状）に形成されている。そして、電極３、４の内側に反応容器１を挿着することによって、反応容器１の外周に電極３、４が取り付けられている。その他の構成は上記実施の形態と同様に形成されている。

この表面洗浄装置においても上記の表面洗浄装置と同様にして放電空間２１にプラズマ５を生成し、このプラズマ５を吹き出し口２から下方にプラズマジェット（ジェット状のプラズマ）として流出させ、吹き出し口２の下側に配置された接点材料６の表面にプラズマ５を吹き付けて（照射して）供給することによって接点材料６の汚染物を除去するものであるが、吹き出し口２が幅広に形成されているので、カーテンのような幅を持ったプラズマ５を吹き出し口２から吹き出しながら接点材料６や金属フープ材２２の表面全面にプラズマ５を吹き付けることができ、スポット的なプラズマ５を吹き出すものに比べて接点材料６や金属フープ材２２の広い面積を一度にプラズマ処理することができ、広い表面積を有する接点材料６や金属フープ材２２の処理時間を短くすることができるものである。また、図３に示すように、吹き出し口２の幅広方向に二本以上の複数本の金属フープ材２２を並べ、各金属フープ材２２を吹き出し口２の幅広方向と直交する方向に移動させることによって、複数本の金属フープ材２２（に設けた接点材料６）に対して同時にプラズマ５を吹き付けて洗浄処理を施すことができ、効率よく洗浄を行うことができるものである。

上記のように接点材料６を洗浄した後、接点材料６の表面に潤滑剤（接点潤滑剤）７を薄く付着させることによって耐腐食膜８を形成するのが好ましい。上記のようにプラズマ生成用ガスの種類を変えるなどして接点材料６を十分に洗浄しても、組み立て後のリレーやスイッチの使用環境によっては、接点材料６への有機物の付着や硫化反応、塩化反応、酸化反応が起こり、再び、接点材料６の表面に汚染物が蓄積されることがある。

そこで、このような再汚染を防止するために、プラズマ５による洗浄後（直後が好ましい）に、接点材料６の表面に潤滑剤７を接触抵抗に影響を及ぼさない程度に薄く（例えば、１ｎｍ以下）付着させて耐腐食膜８を形成するようにし、この耐腐食膜８が存在することによって接点材料６の表面に直接汚染ガスが接触しないようにして、再汚染を防止するのである。

潤滑剤７としてはアルコール系のものなどの比較的揮発性の高いものなどを用いることができ、図７に示すように、この潤滑剤７を上面が開放された貯留容器２５に入れ、貯留容器２５の上方を通過するように多数個の接点材料６や多数個の接点材料６を保持した金属フープ材２２を搬送することによって、揮発した潤滑剤７を接点材料６の表面に付着させて耐腐食膜８を形成することができる。

以下本発明を実施例によって具体的に説明する。

（参考例１）
図３に示す表面洗浄装置を用いて接点材料６の表面に付着する有機物を除去して洗浄を行った。接点材料６としては図４に示すように、銅バネ材３０の表面に銅−ニッケル合金層３１を形成し、銅−ニッケル合金層３１の表面に金−銀合金層３２を形成し、金−銀合金層３２の表面に金クラッド材３３を形成したものを用いた。

また、プラズマ生成用ガスとしては、Ｈｅを２リットル／分、Ａｒを１０リットル／分、酸素ガスを０．４リットル／分の割合で混合したものを用いて反応容器１に導入し、７００Ｗで１３．５６ＭＨｚの条件で高周波電圧を印加し、大気圧下で酸素プラズマ５ａを発生させて上記接点材料６の表面に供給した。

上記のようにして洗浄処理をした直後、接点材料６の表面（金クラッド材３３）をオージェ電子分光装置によって元素分析を行った結果、有機物汚染を意味する炭素検出量が減少していることが確認された。

（参考例２）
図１に示す表面洗浄装置を用いて接点材料６の表面に存在する硫化物や塩化物を除去して洗浄を行った。接点材料６としては図５に示すように、銅バネ材３０の表面に銅−ニッケル合金層３１を形成し、銅−ニッケル合金層３１の表面に金−銀合金層３２を形成したものを用いた。

また、プラズマ生成用ガスとしては、Ｈｅを０．２９リットル／分、Ａｒを１．４６リットル／分、水素ガスを０．０１７リットル／分の割合で混合したものを用いて反応容器１に導入し、１００Ｗで１３．５６ＭＨｚの条件で高周波電圧を印加し、大気圧下で水素プラズマ５ｂを発生させて上記接点材料６の表面に供給した。

上記のようにして洗浄処理をした直後、接点材料６の表面（金−銀合金層３２）をオージェ電子分光装置によって元素分析を行った結果、硫化物や塩化物汚染を意味する硫黄検出量や塩素検出量が減少していることが確認された。

（実施例１）
図２に示す表面洗浄装置を用いて接点材料６の表面に存在する有機物、硫化物、塩化物を除去して洗浄を行った。接点材料６としては図５に示すものを用いた。

また、最初に接点材料６にプラズマ５を供給する一方の表面洗浄装置では、プラズマ生成用ガスとしてＨｅを２リットル／分、Ａｒを１０リットル／分、酸素ガスを０．４リットル／分の割合で混合したものを用いて反応容器１に導入し、７００Ｗで１３．５６ＭＨｚの条件で高周波電圧を印加し、大気圧下で酸素プラズマ５ａを発生させて上記接点材料６の表面に供給した。

また、上記一方の表面洗浄装置による洗浄の直後、さらに続いて接点材料６にプラズマ５を供給する他方の表面洗浄装置では、プラズマ生成用ガスとしてＨｅを０．２９リットル／分、Ａｒを１．４６リットル／分、水素ガスを０．０１７リットル／分の割合で混合したものを用いて反応容器１に導入し、１００Ｗで１３．５６ＭＨｚの条件で高周波電圧を印加し、大気圧下で水素プラズマ５ｂを発生させて上記接点材料６の表面に供給した。

上記のようにして洗浄処理をした直後、接点材料６の表面（金−銀合金層３２）をオージェ電子分光装置によって元素分析を行った結果、有機物、硫化物、塩化物による汚染を意味する炭素検出量、硫黄検出量、塩素検出量が減少していることが確認された。

（参考例３）
図１に示す表面洗浄装置を用いて接点材料６の表面に存在する酸化物を除去して洗浄を行った。接点材料６としては図６に示すように、銅バネ材３０の表面に銀−ニッケル合金層３４を形成したものを用いた。

上記のようにして洗浄処理をした直後、接点材料６の表面（銀−ニッケル合金層３４）をオージェ電子分光装置によって元素分析を行った結果、酸化物汚染を意味する酸素検出量が減少していることが確認された。

（実施例２）
図２に示す表面洗浄装置を用いて接点材料６の表面に存在する有機物、酸化物を除去して洗浄を行った。接点材料６としては図６に示すものを用いた。

上記のようにして洗浄処理をした直後、接点材料６の表面（銀−ニッケル合金層３４）をオージェ電子分光装置によって元素分析を行った結果、有機物、酸化物による汚染を意味する炭素検出量、酸素検出量が減少していることが確認された。

（実施例３）
実施例１と同様にして接点材料６の洗浄を行った後、アルコール系の潤滑剤７を用いて接点材料６の表面に厚み約１ｎｍの耐腐食膜８を形成した。耐腐食膜８を形成するにあたっては、図７に示すように、潤滑剤７を上面が開放された貯留容器２５に入れ、貯留容器２５の上方を通過するように多数個の接点材料６を保持した金属フープ材２２を搬送し、揮発した潤滑剤７を接点材料６の表面に付着させるようにした。この時、接点材料６が貯留容器２５側（下側）に向くように金属フープ材２２を１８０°回転させるようにした。

上記のようにして洗浄処理をした接点材料６を１週間大気中に放置した後に、接点材料６の表面（金−銀合金層３２）をオージェ電子分光装置によって元素分析を行った結果、硫化物や塩化物による汚染を意味する硫黄検出量や塩素検出量の増加が抑えられていることが確認された。一方、炭素検出量は増加しているが、これは潤滑剤７が付着したために起こるものである。また、約１ｎｍの厚みの耐腐食膜８をイオンビームエッチングした後に、オージェ電子分光装置によって元素分析を行った結果、炭素が検出されなかったことから、耐腐食膜８は非常に薄くて接触抵抗には影響を与えないと考えられる。

１反応容器
２吹き出し口
３電極
４電極
５プラズマ
５ａ酸素プラズマ
５ｂ水素プラズマ
６接点材料
７潤滑剤
８耐腐食膜

Claims

絶縁材料で形成された複数の反応容器の片側を吹き出し口として開放し、希ガスと反応性ガスをプラズマ生成用ガスとして各反応容器に導入すると共に大気圧近傍の圧力下で各反応容器内にグロー放電を発生させ、これらのグロー放電により生成されるプラズマをプラズマジェットとして各反応容器の吹き出し口からそれぞれ吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の汚染物を除去することを特徴とする接点材料の表面洗浄装置。
反応容器を略円筒状に形成し、反応容器内にグロー放電を発生させるための電極を反応容器の外側に設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の接点材料の表面洗浄装置。
反応容器を略角形筒状に形成し、吹き出し口を幅広に形成し、反応容器内にグロー放電を発生させるための電極を反応容器の外側に設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の接点材料の表面洗浄装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銀を含む接点材料の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして酸素ガスを用いることによって酸素プラズマを生成し、この酸素プラズマをプラズマジェットとして少なくとも一つの反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の有機物を除去し、次に、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマを生成し、この水素プラズマをプラズマジェットとして他の少なくとも一つの反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の硫化物や塩化物を除去することを特徴とする接点材料の表面洗浄方法。
請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銅やニッケルを含む接点材料の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマを生成し、この水素プラズマをプラズマジェットとして各反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の酸化物を除去することを特徴とする接点材料の表面洗浄方法。
請求項１乃至３のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄装置を用いて銅やニッケルを含む接点材料の表面の洗浄を行うにあたって、反応性ガスとして酸素ガスを用いることによって酸素プラズマを生成し、この酸素プラズマをプラズマジェットとして少なくとも一つの反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の有機物を除去し、次に、反応性ガスとして水素ガスを用いることによって水素プラズマを生成し、この水素プラズマをプラズマジェットとして他の少なくとも一つの反応容器の吹き出し口から吹き出して接点材料の表面に供給することによって接点材料の表面の酸化物を除去することを特徴とする接点材料の表面洗浄方法。
プラズマによる洗浄後に接点材料の表面に潤滑剤を薄く付着させることによって耐腐食膜を形成することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の接点材料の表面洗浄方法。