(57)【要約】【課題】摩擦抵抗の増加を抑制する金属膜を生成することができる金属膜の成膜方法の提供。【解決手段】当該金属膜の成膜方法では、まず、減圧雰囲気中に置かれた金属ターゲット（Ｔ１）をアーク放電によってイオン化し、イオン化された金属粒子（Ｔ３）を被成膜金属体（Ｗ１）に接触させ、金属膜（Ｗ１ｂ）を被成膜金属体（Ｗ１）上に成膜する。ここで、減圧雰囲気かつ窒素ガス雰囲気において、ドロップレットの表面に窒化層を形成させ、当該ドロップレットと金属膜（Ｗ１ｂ）とを被成膜金属体（Ｗ１）上に成膜する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧雰囲気中に置かれた金属ターゲットをアーク放電によってイオン化し、イオン化された金属粒子を被成膜金属体に接触させ、金属膜を前記被成膜金属体上に成膜する金属膜の成膜方法であって、
減圧雰囲気かつ窒素ガス雰囲気において、ドロップレットの表面に窒化層を形成させ、当該ドロップレットと前記金属膜とを前記被成膜金属体上に成膜する、金属膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属膜の成膜方法に関し、特に、減圧雰囲気中に置かれた金属ターゲットをアーク放電によって、金属膜を被成膜金属体上に成膜する金属膜の成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、真空状態の容器内で金属蒸発源をアーク放電させることにより、容器内に配置した処理物の表面を金属蒸発源から放出された金属膜材粒子で被覆し、処理物の表面に金属膜を生成する金属膜の成膜方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６６８６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者等は、上記した金属膜の成膜方法について以下の課題を発見した。
アーク放電によって、ドロップレットも発生し、処理物の表面に付着する。ドロップレットが処理物の表面から凸状に突き出るため、処理物の表面の摩擦抵抗を高めることが有った。
【０００５】
従来の技術に係る金属膜の成膜方法の一例について説明する。
この一例では、図１３に示すように、まず、減圧雰囲気中に置かれたＴｉターゲットＴ９１にアーク放電を発生させる。そして、このアーク放電によって、金属粒子Ｔ９３がＴｉターゲットＴ９１から脱離し、イオン化する。このイオン化した金属粒子Ｔ９３を被成膜金属体Ｗ９１に接触させ、Ｔｉ中間層Ｗ９１ｂを被成膜金属体Ｗ９１上に成膜する。
【０００６】
この一例において、このアーク放電によって、ターゲットＴ９１から、ドロップレットＴ９２が、イオン化した金属粒子Ｔ９３とともに脱離する。その後、ドロップレットＴ９２も被成膜金属体Ｗ９１に接触する。
【０００７】
図１４に示すように、ドロップレットＴ９２と被成膜金属体Ｗ９１の基材Ｗ９１ａとの境界Ｉ９１では、ドロップレットＴ９２と基材Ｗ９１ａとは直接接触している。そのため、ドロップレットＴ９２と基材Ｗ９１ａとは、高い密着力で密着している。基材Ｗ９１ａの残部は、Ｔｉ中間層Ｗ９１ｂに覆われる。Ｔｉ中間層Ｗ９１ｂの成膜後、ＤＬＣ層Ｗ９１ｃをＴｉ中間層Ｗ９１ｂ及びドロップレットＴ９２上に形成する。
【０００８】
その後、適宜、被成膜金属体Ｗ９１に加工処理を施して、摺動品を形成する。ドロップレットＴ９２が当該摺動製品に密着したままであるから、摺動品の表面、具体的には、ＤＬＣ層Ｗ９１ｃから突き出る凸部として機能し、ＤＬＣ層Ｗ９１ｃの表面が粗い。当該摺動品を別体の摺動品と摺動させると、ＤＬＣ層Ｗ９１ｃの表面は、高い摩擦抵抗を示す。ＤＬＣ層Ｗ９１ｃの表面の摩擦抵抗は増加する。
【０００９】
本発明は、摩擦抵抗の増加を抑制する金属膜の生成に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る金属膜の成膜方法は、
減圧雰囲気中に置かれた金属ターゲットをアーク放電によってイオン化し、イオン化された金属粒子を被成膜金属体に接触させ、金属膜を前記被成膜金属体上に成膜する金属膜の成膜方法であって、
減圧雰囲気かつ窒素ガス雰囲気において、ドロップレットの表面に窒化層を形成させ、当該ドロップレットと前記金属膜とを前記被成膜金属体上に成膜する。
このような構成によれば、アーク放電によって、金属粒子が金属ターゲットから、蒸発してイオン化しつつ、ドロップレットが金属ターゲットから放出される。ドロップレットが減圧雰囲気かつ窒素ガス雰囲気中を移動するため、ドロップレットの表面には窒化層が形成される。その後、窒化層付きドロップレットは、被成膜金属体に付着する。したがって、被成膜金属体とドロップレットとの間には、窒化層が介在するため、被成膜金属体とドロップレットとの密着力が適度な大きさに抑制される。必要な加工を施し、摺動品を形成する。この摺動品が別の被摺動品と摺動すると、ドロップレットが摺動品から容易に剥がれる。ドロップレットが剥がれることによって、凹部が摺動品の表面に形成する。これによって、摺動面が平滑化し、摩擦抵抗の増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、摩擦抵抗の増加を抑制する金属膜を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る成膜装置の一構成例を示す模式断面図である。
【図２】実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一工程を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る金属膜の成膜方法による成膜体の断面図である。
【図４】実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の他の一工程を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の他の一工程を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る成膜装置の一具体例を示す模式断面図である。
【図７】実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一具体例を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一工程における時間に対する圧力温度パターンの一具体例を示すグラフである。
【図９】実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一工程における時間に対する圧力パターンの一具体例を示す拡大グラフである。
【図１０】シムの使用方法を説明するための断面図である。
【図１１】シムの斜視図である。
【図１２】実施例に係る摺動後の摺動品の摺動面を示す写真である。
【図１３】従来の技術に係る成膜装置を示す模式断面図である。
【図１４】従来の技術に係る金属膜の成膜方法による成膜体の断面図である。
【図１５】従来の技術に係る摺動後の摺動品の摺動面を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図５を参照して実施の形態１に係る金属膜の成膜方法について説明する。図１は、実施の形態１に係る成膜装置の一構成例を示す模式断面図である。図２は、実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一工程を示す図である。図３は、実施の形態１に係る金属膜の成膜方法による成膜体の断面図である。図４及び図５は、実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の他の一工程を示す図である。なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
また、図２〜５では、見易さのため、基材Ｗ１ａのハッチングの図示を省略した。
【００１５】
実施の形態１に係る金属膜の成膜方法は、成膜装置１０を用いて実施することができる。図１に示すように、成膜装置１０は、容器１と、保持部２と、カソード導線３とを備える。
【００１６】
容器１は、窒素ガス導入口１ａと、排気口１ｂとを備える。容器１の内側空間１ｃには、金属ターゲットＴ１や被成膜金属体Ｗ１等が収納される。容器１は、適宜、内側空間１ｃを外部空間から遮断する、又は外部空間に対して開放する構成を備える。容器１は、被成膜金属体Ｗ１を保持する保持部２を備える。
【００１７】
窒素ガス導入口１ａは、適宜、容器１の内側空間１ｃに窒素ガスを所定の流量で導入する。その流量は、所定の範囲内において調整することができる。この所定の範囲の一具体例は、５０sccm（50×1.69×10-3Pa・m3/sec＝8.45×10-2Pa・m3/sec）〜２０００sccm（2000×1.69×10-3Pa・m3/sec＝3.38Pa・m3/sec）である。容器１の内側空間１ｃは、窒素ガスが充満されている。排気口１ｂは、適宜、内側空間１ｃに含まれるガスを、容器１の外部空間へ排気する。窒素ガス導入口１ａは、窒素ガスを容器１の内側空間１ｃに導入するとしたが、適宜、窒素ガス以外のガス、例えば、Ａｒ（アルゴン）ガス、アセチレンガスも導入してもよい。窒素ガス導入口１ａは、パイプを介して、ガスタンクやガス生成器等に接続されているとよい。排気口１ｂは、パイプを介して、真空ポンプ等に接続されているとよい。
【００１８】
金属ターゲットＴ１は、金属材料、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等からなる。被成膜金属体Ｗ１は、金属ターゲットＴ１に含まれる金属材料からなる金属粒子が付着し、成膜可能なものであればよい。被成膜金属体Ｗ１は、金属材料を含む。被成膜金属体Ｗ１は、具体的には、車両のエンジンの動弁系に利用されるシム、リフタ、又は、駆動系の歯車と殆ど同じ形状である。金属ターゲットＴ１は、カソード導線３を介してカソード電源に電気的に接続される。適宜、アノードを容器１の内側空間１ｃに設けてもよい。
【００１９】
被成膜金属体Ｗ１は、金属材料、例えば、鉄鋼材料からなる。被成膜金属体Ｗ１は、保持部２を介してバイアス電源に電気的に接続される。被成膜金属体Ｗ１は、金属ターゲットＴ１と所定の間隔を空けた位置に配置されている。
【００２０】
実施の形態１に係る金属膜の成膜方法では、まず、減圧雰囲気かつ窒素ガス雰囲気においてアーク放電を行ない、イオン化させた金属粒子Ｔ３を被成膜金属体Ｗ１に接触させ、金属膜を被成膜金属体Ｗ１上に成膜する（金属中間層成膜工程ＳＴ１１）。
【００２１】
具体的には、まず、容器１の内側空間１ｃに存在する気体を、排気口１ｂから容器１の外側へ流出させて内側空間１ｃを減圧する。その後、窒素ガスを窒素ガス導入口１ａから容器１の内側空間１ｃへ流入させて内側空間１ｃを窒素ガス雰囲気下におく。金属ターゲットＴ１と、被成膜金属体Ｗ１とは、減圧雰囲気中及び窒素ガス雰囲気中に置かれる。
【００２２】
さらに、金属ターゲットＴ１にアーク放電を発生させる。そして、このアーク放電によって、金属粒子Ｔ３が金属ターゲットＴ１から脱離し、イオン化する。また、ドロップレットＴ２ｂが金属ターゲットＴ１から脱離する。なお、適宜、バイアス電圧を保持部２を介して被成膜金属体Ｗ１にかけるとよい。
【００２３】
図２に示すように、このイオン化した金属粒子Ｔ３を被成膜金属体Ｗ１に接触させ、金属膜である金属中間層Ｗ１ｂを被成膜金属体Ｗ１の基材Ｗ１ａ上に成膜する。金属中間層Ｗ１ｂは、金属粒子Ｔ３に由来する。
【００２４】
一方、ドロップレットＴ２ｂは金属ターゲットＴ１から脱離した後、活性化し、内側空間１ｃ内に移動する。ドロップレットＴ２ｂは活性化した状態で、内側空間１ｃ内の窒素ガスと接触するため、窒化層Ｔ２ａがドロップレットＴ２ｂの表面上に形成される。つまり、窒化層付きドロップレットＴ２を形成する。窒化層付きドロップレットＴ２は、窒化層Ｔ２ａと、窒化層Ｔ２ａによって覆われたドロップレットＴ２ｂとを備える。その後、窒化層付きドロップレットＴ２は、被成膜金属体Ｗ１に付着する。したがって、被成膜金属体Ｗ１と窒化層付きドロップレットＴ２との境界面ＩＦ１には、窒化層Ｔ２ａと基材Ｗ１ａとが介在するため、被成膜金属体Ｗ１と窒化層付きドロップレットＴ２との密着力が適度な大きさに抑制される。
【００２５】
続いて、図３に示すように、ＤＬＣ層Ｗ１ｃを金属中間層Ｗ１ｂ及び窒化層付きドロップレットＴ２上に形成する（ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）層成膜工程ＳＴ１２）。図４に示すように、例えば、アセチレンガスを容器１の内側空間１ｃの内に導入し、このアセチレンガスを分解することによって、ＤＬＣ層Ｗ１ｃを形成することができる。
【００２６】
さらに、適宜、必要な加工を被成膜金属体Ｗ１に施して、摺動品を形成する。上記した通り、被成膜金属体Ｗ１と窒化層付きドロップレットＴ２との密着力が適度な大きさに抑制される。そのため、摺動品を別の被摺動品と摺動させると、窒化層付きドロップレットＴ２を摺動品から容易に剥がすことができる。窒化層付きドロップレットＴ２を基材Ｗ１ａから剥がすことによって、凹部を摺動品の表面、つまりＤＬＣ層Ｗ１ｃに形成させる。これによって、摺動面を平滑化させ、摩擦抵抗の増加を抑制することができる。
【００２７】
この摺動品は、多種多様な部品として利用することができる。この部品は、例えば、車両のエンジンの動弁系に利用されるシム、リフタ、又は、駆動系の歯車である。
【００２８】
なお、実施の形態１に係る金属膜の成膜方法では、図５に示すＡｒボンバード工程ＳＴ１０を、金属中間層成膜工程ＳＴ１１の前に実施してもよい。Ａｒボンバード工程ＳＴ１０では、容器１の内側空間１ｃの内にＡｒ（アルゴン）ガスを導入し、Ａｒ＋イオンを被成膜金属体Ｗ１の基材Ｗ１ａに接触させて、基材Ｗ１ａをクリーニングする。異物やごみ等が基材Ｗ１ａから除去されるため、金属中間層成膜工程ＳＴ１１を実施した後、金属中間層Ｗ１ｂと基材Ｗ１ａとは、良好な接着強度で密着する。
【００２９】
（金属膜の成膜方法の一具体例）
次に、図６〜図９を参照して、実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一具体例について説明する。図６は、実施の形態１に係る成膜装置の一具体例を示す模式断面図である。図７は、実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一具体例を示す図である。図８は、実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一工程における時間に対する圧力温度パターンの一具体例を示すグラフである。図９は、実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一工程における時間に対する圧力パターンの一具体例を示す拡大グラフである。
【００３０】
実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一実施例では、図６に示す陰極アーク放電装置１１を用いた。陰極アーク放電装置１１は、図１に示す成膜装置１０の一実施例である。陰極アーク放電装置１１は、アノード３１と、金属ターゲット保持部４と、ヒータ（図示略）とを除いて、成膜装置１０と同じ構成を備える。陰極アーク放電装置１１について、成膜装置１０と異なる構成についてのみ説明する。
【００３１】
陰極アーク放電装置１１は、アノード３１と、金属ターゲット保持部４と、ヒータ（図示略）とを備える。
【００３２】
アノード３１は、カソード導線３及び金属ターゲット保持部４を介して、金属ターゲットＴ１と電気的に接続されている。
【００３３】
金属ターゲット保持部４は、金属ターゲットＴ１を保持する。金属ターゲット保持部４の内部には、冷却流路５が設けられている。冷却流路５は、冷却流体制御手段（図示略）に接続されており、冷却流体を適宜、供給されたり、排出されたりする。この冷却流体制御手段は、冷却流体を冷却流路５に循環させてもよい。この冷却流体は、多種多様な液体、気体、例えば、水を利用することができる。この冷却流体を冷却流路５に流すと、冷却流体が金属ターゲット保持部４を介して金属ターゲットＴ１から熱を奪う。これによって、金属ターゲットＴ１を冷却することができる。
【００３４】
上記したヒータは、適宜、被成膜金属体Ｗ１を加熱する。これによって、被成膜金属体Ｗ１の温度を所定の温度になるまで加熱したり、所定の温度を維持したりすることができる。
【００３５】
当該金属膜の成膜方法の一具体例では、まず、被成膜金属体Ｗ１の表面について超仕上げ加工を行う（超仕上げ工程ＳＴ３１）。図７に示すように、被成膜金属体Ｗ１は、基材Ｗ１ａと、基材表面層Ｗ１ｄと、酸化膜Ｗ１ｅとを備え、これらは、この順に積層する。言い換えると、基材表面層Ｗ１ｄが基材Ｗ１ａを覆い、酸化膜Ｗ１ｅが基材表面層Ｗ１ｄを覆う。酸化膜Ｗ１ｅ上には、吸着分子Ｃ３が配置される。層状汚れＣ１が酸化膜Ｗ１ｅと吸着分子Ｃ３とを覆う。粒状汚れＣ２が層状汚れＣ１上に配置されている。この超仕上げ加工を行うと、被成膜金属体Ｗ１の表面を平滑化する。
【００３６】
続いて、被成膜金属体Ｗ１の表面を洗浄する（洗浄工程ＳＴ３２）。層状汚れＣ１と粒状汚れＣ２とを被成膜金属体Ｗ１の酸化膜Ｗ１ｅ及び吸着分子Ｃ３から脱離させる。洗浄工程ＳＴ３２は、Ａｒボンバード工程ＳＴ１０に相当する。
【００３７】
続いて、ＴｉＮ層を被成膜金属体Ｗ１上に形成する（ＴｉＮコート工程ＳＴ３３）。ＴｉＮ層は、金属膜の一例である。このＴｉＮコート工程ＳＴ３３は、金属中間層成膜工程ＳＴ１１の一具体例である。
【００３８】
具体的には、まず、被成膜金属体Ｗ１が配置された内側空間１ｃから排気する（第１の真空排気工程ＳＴ３３１）。内側空間１ｃが真空状態、具体的には、内側空間１ｃの圧力値が所定の値以下になるとよい。所定の圧力値は、例えば、図８に示すように、8.6×10-5Torrである。なお、被成膜金属体Ｗ１を加熱しなくてもよい。ヒータ温度は、所定の温度ＴＰ１よりも低い温度を維持し、又はわずかに低下する。
【００３９】
続いて、被成膜金属体Ｗ１を予熱する（予熱工程ＳＴ３３２）。ヒータ温度を、所定の温度ＴＰ１になるまで上昇させ、温度ＴＰ１に達した後、温度ＴＰ１又はこれに近い温度となる維持する。内側空間１ｃの圧力は、被成膜金属体Ｗ１の予熱によって上昇するが、大きく変動しない。ここで、吸着分子Ｃ３を被成膜金属体Ｗ１の酸化膜Ｗ１ｅから脱離させる。
【００４０】
続いて、窒素ガスを所定の流量で容器１の内側空間１ｃに流入させつつ、アーク放電を発生させる（Ｔｉボンバード工程ＳＴ３３３）。このアーク放電によって、金属粒子Ｔ３が金属ターゲットＴ１から脱離し、イオン化しこれが酸化膜Ｗ１ｅを基材表面層Ｗ１ｄから脱離させ、取り除く。このイオン化させた金属粒子Ｔ３を被成膜金属体Ｗ１に接触させ、堆積させる。また、ドロップレットＴ２ｂは金属ターゲットＴ１から脱離した後、活性化し、内側空間１ｃ内に移動する。ドロップレットＴ２ｂは活性化した状態で、内側空間１ｃ内の窒素ガスと接触して、窒化層Ｔ２ａをドロップレットＴ２ｂの表面上に形成する。その後、窒化層付きドロップレットＴ２は、被成膜金属体Ｗ１に付着する。なお、図９に示す例では、例えば、容器１の内側空間１ｃの圧力値が、一定となり、その値は、例えば、1.0×10-3以上1.0×10-4以下の範囲内にある。窒素ガスの所定の流量は、１００sccmである。
【００４１】
なお、Ｔｉボンバード工程ＳＴ３３３の前に、図８及び図９に示すように、第２の真空排気工程を実施してもよい。内側空間１ｃに含まれる気体を内側空間１ｃから排気し、内側空間１ｃを減圧する。容器１の内側空間１ｃが真空状態、具体的には、容器１の内側空間１ｃの圧力値が、所定の値以下になるとよい。所定の圧力値は、例えば、1.7×10-5Torrである。
【００４２】
最後に、ＴｉＮ膜を基材表面層Ｗ１ｄ上に成膜する（ＴｉＮ成膜工程ＳＴ３３４）。適宜、窒素ガスを所定の流量で容器１の内側空間１ｃに流入させる。容器１の内側空間１ｃの圧力値が上昇し、所定の値を維持する。引き続き、上記したイオン化させた金属粒子Ｔ３を被成膜金属体Ｗ１に接触させ、堆積させる。これによって、金属膜を被成膜金属体Ｗ１上に成膜する。また、窒化層付きドロップレットＴ２も、基材表面層Ｗ１ｄに接触し、堆積する。窒化層付きドロップレットＴ２は、この金属膜の内部に存在する。
【００４３】
（製造実験）
次に、上記した実施の形態１に係る金属膜の成膜方法の一具体例を用いて摺動品を形成し、これについて実験した結果を説明する。
【００４４】
被成膜金属体Ｗ１は、円板状体であり、車両のエンジンの動弁系に利用されるシムと殆ど同じ形状を有する。
【００４５】
Ｔｉボンバード工程ＳＴ３３３の工程条件は、アーク放電電流８０Ａ、窒素導入量５０〜２００ｃｃ／min、時間６分とした。窒素導入量が５０ｃｃ／min以上ならば、窒化層がドロップレットの表面上に良好に形成し、ドロップレットと被成膜金属体の基材との密着性が適度な大きさに抑制されるからである。窒素導入量が２００／min以下ならば、窒素原子がＴｉイオンの動きを阻害することなく、酸化膜の除去作用が良好であり、ＴｉＮ皮膜との基材との密着性も良好となるからである。
【００４６】
ＴｉＮ成膜工程ＳＴ３３４の工程条件は、アーク放電電流１５０Ａ、窒素導入量１５００ｃｃ／min、時間６６分とした。なお、ＴｉＮ膜の厚みは、１．５μｍであった。
【００４７】
この摺動品は、図１０及び図１１に示すシム２５である。図１１に示すようにシム２５は、主面２５ａを有する円板状体である。主面２５ａには、ＴｉＮ膜が形成されている。シム２５は、図１０に示す動弁系２０に組み込まれて利用される。動弁系２０は、シリンダヘッド２１と、バルブ２２と、スプリング２３と、カム２４と、シム２５とを備える。バルブ２２は、その軸方向（ここでは、Ｚ軸方向）に移動可能にシリンダヘッド２１の内部に配置されている。バルブ２２の上側端部２２ａは、スプリング２３によって、その軸方向上側に押圧されている。カム２４が、紙面に対して垂直な軸（ここでは、Ｙ軸と平行な仮想軸）周りに駆動可能に、シリンダヘッド２１の上側に配置されている。シム２５は、バルブ２２の上側端部２２ａと、カム２４とに挟み込まれている。ここで、カム２４が、紙面に対して垂直な軸（ここでは、Ｙ軸と平行な仮想軸）周りに駆動すると、シム２５の主面２５ａは、カム２４の接触面と摺動する。
【００４８】
この摺動品を実施例として、評価実験を行った。具体的には、図１０に示す動弁系２０に相当する動弁系に、摺動品を組み込んだ後、カムを駆動することによってカムとシムとを摺動させ、カム軸トルクを計測し、さらにシムの摺動面を観察した。評価条件は、カム軸回転数500rpm、使用した潤滑油の粘度5W-30、時間２分とした。
【００４９】
なお、ＴｉＮ膜が主面に形成されていないところを除いて、シム２５と同じ構成を有するシムを製造し、当該シムを比較例として、同様の評価実験を行った。
【００５０】
また、シムを動弁系２０に組み込まないまま、カム２４を駆動することによってカムとバルブ上側端部とを摺動させた場合のカム軸トルクの計測値を基準値とした。
【００５１】
実施例のカム軸トルク値は、基準値の５０％であった。一方、比較例のカム軸トルク値は、基準値の６０％であった。よって、実施例のカム軸トルク値は、比較例のカム軸トルク値と比較して低く、実施例及び比較例のカム軸トルク値基準値の差分は、基準値の１０％であった。
【００５２】
また、図１２に示すように、実施例に係るシムの主面３５ａには、凹部３５ｂが観察された。凹部３５ｂは、ドロップレットが剥がれることによって、形成する。実施例に係るシムの主面３５ａには、凸部、つまりドロップレットを確認することができなかったため、全てドロップレットは、主面３５ａから剥がれたと考えられる。
【００５３】
一方、図１５に示すように、比較例に係るシムの主面９３５ａには、凸部９３５ｂが観察された。凸部９３５ｂは、ドロップレットが残存することによって、形成する。比較例に係るシムの主面９３５ａには、凹部をあまり確認できなかったため、ドロップレットが剥離せず、残存したと考えられる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  成膜装置                              １１  陰極アーク放電装置
１  容器
１ａ  窒素ガス導入口                        １ｂ  排気口
１ｃ  内側空間
２  保持部                                  ３  カソード導線
４  金属ターゲット保持部                    ５  冷却流路
２０  動弁系
２１  シリンダヘッド                      
２２  バルブ                                ２２ａ  上側端部
２３  スプリング                            ２４  カム
２５  シム                                  ２５ａ、３５ａ  主面
３５ｂ  凹部
ＩＦ１  境界面
ＳＴ１０  Ａｒボンバード工程                ＳＴ１１  金属中間層成膜工程
ＳＴ１２  ＤＬＣ層成膜工程
ＳＴ３１  超仕上げ工程                      ＳＴ３２  洗浄工程
ＳＴ３３  ＴｉＮコート工程
ＳＴ３３１  第１の真空排気工程              ＳＴ３３２  予熱工程
ＳＴ３３３  Ｔｉボンバード工程              ＳＴ３３４  ＴｉＮ成膜工程
Ｔ１  金属ターゲット
Ｔ２  窒化層付きドロップレット
Ｔ２ａ  窒化層                              Ｔ２ｂ  ドロップレット
Ｔ３  金属粒子
ＴＰ１  温度
Ｗ１  被成膜金属体
Ｗ１ａ  基材                                Ｗ１ｂ  金属中間層
Ｗ１ｃ  ＤＬＣ層                            Ｗ１ｄ  基材表面層
Ｗ１ｅ  酸化膜
【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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