(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも一部がＤＬＣ膜で被覆された被覆部材の製造方法であって、
直流パルスプラズマＣＶＤ法によって基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記基材の表面を覆う第１中間層を形成する第１中間層形成工程と、
前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記第１中間層の表面にイオンを衝突させて、前記第１中間層の表面に凹凸を形成する工程と、
直流パルスプラズマＣＶＤ法によって前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記凹凸が形成された第１中間層の表面を覆うＤＬＣ膜を形成するＤＬＣ膜形成工程とを含む、被覆部材の製造方法。
【請求項２】
前記第１中間層が形成される前に、前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記基材の表面にイオンを衝突させて、前記基材の表面に凹凸を形成する前処理工程をさらに含む、請求項１記載の被覆部材の製造方法。
【請求項３】
前記ＤＬＣ膜が形成される前に、前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、直流パルスプラズマＣＶＤ法によって前記第１中間層の表面を覆う第２中間層を形成する第２中間層形成工程をさらに含み、
前記ＤＬＣ膜形成工程は、前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記第２中間層の表面を覆うＤＬＣ膜を形成する工程を含む、請求項１または２記載の被覆部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基材の少なくとも一部がＤＬＣ膜で被覆された被覆部材、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の燃費を低減させるために、自動車に搭載される各種摺動部材の摺動抵抗を低減させることが求められている。そのため、摺動部材のもとになる基材表面の少なくとも一部を、低摩擦性および耐摩耗性（高硬度性）を有するＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜によって被覆する場合がある（例えば特許文献１参照）。
ＤＬＣ膜は、例えば、基材に直流電圧を印加する直流プラズマＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Deposition）法や、直流パルス電圧を印加する直流パルスプラズマＣＶＤ法によって形成される。【０００３】
すなわち、基材を収容する処理室内を真空排気し、かつメタン等の炭素系化合物、水素ガス、およびアルゴンガス等を含む原料ガスを継続的に導入して処理室内を所定の処理圧力に維持しながら、直流電圧または直流パルス電圧を基材に印加して処理室内にプラズマを発生させる。これにより、原料ガスからイオンやラジカルが生成されるとともに、基材の表面で化学反応が生じて、Ｃ（炭素）を主体とする膜（ＤＬＣ膜）が基材の表面に堆積する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０４３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＤＬＣ膜は、基材に対する密着力が弱い。そのため、基材に対するＤＬＣ膜の密着力を向上させることが望まれている。ＤＬＣ膜の密着力を向上させるために、例えば、基材とＤＬＣ膜との間に中間層を形成したり、ＤＬＣ膜を形成する前に窒化処理や浸炭処理（例えば、プラズマ窒化やプラズマ浸炭）を行って基材の表層に窒化層や浸炭層を形成したりする場合がある。【０００６】
しかしながら、基材とＤＬＣ膜との間に中間層を形成した場合であっても、中間層が適切でないと高い密着力を得ることができない。また、高い密着力を得るのに十分な窒化層や浸炭層を形成するには、高温環境下で窒化処理や浸炭処理を行う必要がある。そのため、基材の材料選択の幅が狭められる。よって、基材の材料選択の幅を十分に確保しながら、基材に対するＤＬＣ膜の密着力を向上させるためには、基材とＤＬＣ膜との間に適切な中間層を形成する必要がある。【０００７】
そこで、本発明の目的は、基材に対する密着力が高いＤＬＣ膜を有し、基材の材料選択の幅が広い被覆部材およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態は、基材（４）の少なくとも一部がＤＬＣ膜（２２）で被覆された被覆部材（１９）の製造方法であって、直流パルスプラズマＣＶＤ法によって基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記基材の表面（４ａ）を覆う第１中間層（２０）を形成する第１中間層形成工程と、前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記第１中間層の表面（２０ａ）にイオンを衝突させて、前記第１中間層の表面に凹凸を形成する工程と、直流パルスプラズマＣＶＤ法によって前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記凹凸が形成された第１中間層の表面を覆うＤＬＣ膜を形成するＤＬＣ膜形成工程とを含む、被覆部材の製造方法を提供する（請求項１）。
【０００９】
この方法によれば、イオンの衝突によって、第１中間層の表面に微細な凹凸（原子レベルの凹凸）が形成される。これにより、第１中間層とＤＬＣ膜との接触面積が増加して、第１中間層に対するＤＬＣ膜の密着力が増加する。また、ＤＬＣ膜の一部が第１中間層の表面に形成された凹部に入り込むので、投錨効果（anchor effect）によって、第１中間層に対するＤＬＣ膜の密着力がさらに高まる。すなわち、凹部に入り込んだＤＬＣ膜の一部が釘やくさびのような働きをして、第１中間層に対するＤＬＣ膜の密着力がさらに高まる。これにより、基材に対するＤＬＣ膜の密着力が高まる。また、第１中間層形成工程、粗面化工程、およびＤＬＣ膜形成工程は、基材の温度が３００℃以下に維持された状態で行われるので、温度の上昇によって基材に加わるダメージが小さい。そのため、基材の材料選択の幅が広い。【００１０】
前記被覆部材の製造方法は、前記第１中間層が形成される前に、前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記基材の表面にイオンを衝突させて、前記基材の表面に凹凸を形成する前処理工程をさらに含んでいてもよい（請求項２）。
この場合、イオンの衝突によって、基材の表面に微細な凹凸（原子レベルの凹凸）が形成される。これにより、基材と第１中間層との接触面積が増加して、基材に対する第１中間層の密着力が増加する。また、第１中間層の一部が基材の表面に形成された凹部に入り込むので、投錨効果によって、基材に対する第１中間層の密着力がさらに高まる。これにより、基材に対するＤＬＣ膜の密着力が高まる。
【００１１】
また、前記被覆部材の製造方法は、前記ＤＬＣ膜が形成される前に、直流パルスプラズマＣＶＤ法によって前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記第１中間層の表面を覆う第２中間層（２１）を形成する第２中間層形成工程をさらに含み、前記ＤＬＣ膜形成工程は、前記基材の温度を３００℃以下に維持しながら、前記第２中間層の表面（２１ａ）を覆うＤＬＣ膜を形成する工程を含んでいてもよい（請求項３）。
【００１２】
この場合、第１中間層の表面が第２中間層によって覆われる。したがって、例えば粗面化工程においてイオンが第１中間層を貫通して、基材の表面の一部が第１中間層から露出している場合であっても、この露出した部分を第２中間層によって覆うことができる。これにより、ＤＬＣ膜が基材の表面に直接堆積されることが防止される。これにより、基材に対するＤＬＣ膜の密着力の低下が防止される。【００１３】
本発明の他の実施形態は、基材の少なくとも一部がＤＬＣ膜で被覆された被覆部材であって、基材と、粗面化された表面を有し、前記基材を覆う第１中間層と、前記第１中間層の表面を覆うＤＬＣ膜とを含み、前記第１中間層およびＤＬＣ膜は、直流パルスプラズマＣＶＤ法によって前記基材の温度が３００℃以下に維持された状態で形成されており、前記第１中間層の表面は、イオンの衝突によって粗面化されている、被覆部材を提供する。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
【００１４】
前記基材は、イオンの衝突によって粗面化され、前記第１中間層によって覆われた表面を有していてもよい。この場合、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
また、前記被覆部材は、前記ＤＬＣ膜によって覆われた表面を有し、前記第１中間層の表面を覆う第２中間層をさらに含み、前記第２中間層は、直流パルスプラズマＣＶＤ法によって前記基材の温度が３００℃以下に維持された状態で形成されていてもよい。この場合、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
【００１５】
本発明における上述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る被覆部材の製造方法に用いるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電源から基材に印加される直流パルス電圧の波形の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係る被覆部材の表層部を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る第１中間層の表面の凹凸状態を示すプロファイルである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る被覆部材の製造方法に用いるプラズマＣＶＤ装置１の構成を示す模式的な断面図である。
プラズマＣＶＤ装置１は、隔壁２で取り囲まれた処理室３と、処理室３内で基材４を保持する基台５と、処理室３内に原料ガスを導入するための原料ガス導入管６と、処理室３内を真空排気するための排気系７と、処理室３内に導入されたガスをプラズマ化させるための直流パルス電圧を発生させる電源８とを備えている。
【００１８】
基台５は、水平姿勢をなす支持プレート９と、鉛直方向に延び、支持プレート９を支持する支持軸１０とを備えている。この実施形態では、基台５として、例えば、支持プレート９が上下方向に３つ並んで配置された３段式のものが採用されている。基台５は、全体が鉄鋼などの導電材料を用いて形成されている。基台５には電源８の負極が接続されている。基材４は、支持プレート９上に載置される。
【００１９】
また、処理室３の隔壁２は、ステンレス鋼等の導電材料を用いて形成されている。隔壁２には、電源８の正極が接続されている。また隔壁２はアース接続されている。隔壁２と基台５とは絶縁部材１１によって絶縁されている。そのため隔壁２はアース電位に保たれている。電源８がオンされて直流パルス電圧が発生すると、隔壁２と基台５との間に電位差が生じる。
【００２０】
また、原料ガス導入管６は、処理室３内における基台５の上方を水平方向に延びている。原料ガス導入管６の基台５に対向する部分には、原料ガス導入管６の長手方向に沿って配列された多数の原料ガス吐出孔１２が形成されている。原料ガス吐出孔１２から原料ガスが吐出されることにより、処理室３内に原料ガスが導入される。
原料ガス導入管６には、例えば、成分ガスとして少なくとも炭素系化合物を含む原料ガスが供給される。原料ガス導入管６には、各成分ガスの供給源（ガスボンベや液体を収容する容器等）からそれぞれの成分ガスを処理室３に導くための複数の分岐導入管（図示せず）が接続されている。各分岐導入管には、各供給源からの成分ガスの流量を調節するための流量調節バルブ（図示せず）等が設けられている。また供給源のうち液体を収容する容器には、必要に応じて、液体を加熱するための加熱手段（図示せず）が設けられている。
【００２１】
排気系７は、処理室３に連通する第１排気管１３および第２排気管１４と、第１開閉バルブＶ１、第２開閉バルブＶ２、および第３開閉バルブＶ３と、第１ポンプ１７および第２ポンプ１８とを備えている。
第１排気管１３の途中部には、第１開閉バルブＶ１および第１ポンプ１７が、処理室３側からこの順で介装されている。第１ポンプ１７としては、例えば油回転真空ポンプ（ロータリポンプ）やダイヤフラム真空ポンプなどの低真空ポンプが採用される。油回転真空ポンプは、ロータ、ステータおよび摺動翼板などの部品の間の気密空間および無効空間を油によって減少させる容積移送式真空ポンプである。第１ポンプ１７として採用される油回転真空ポンプとしては、回転翼型油回転真空ポンプや揺動ピストン型真空ポンプが挙げられる。
【００２２】
また第２排気管１４の先端は、第１排気管１３における第１開閉バルブＶ１と第１ポンプ１７との間に接続されている。第２排気管１４の途中部には、第２開閉バルブＶ２、第２ポンプ１８、および第３開閉バルブＶ３が、処理室３側からこの順で介装されている。第２ポンプ１８としては、例えばターボ分子ポンプ、油拡散ポンプなどの高真空ポンプが採用される。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態に係る電源８から基材４に印加される直流パルス電圧の波形の一例を示すグラフである。
図１および図２を参照して、電源８がオンにされると、隔壁２と基台５との間に電位差が生じる。より具体的には、負の直流パルス電圧が、基台５上にセットされた基材４に印加され、基材４が負極として機能する。電圧の波形がパルス状であるので、高電圧が印加されても処理室３内に異常放電は生じず、基材４の温度上昇が抑制される。プラズマＣＶＤ装置１によって被覆部材を製造するときの基材４の温度は、例えば、直流パルス電圧の設定電圧値、周波数ｆ、およびデューティー比（デューティー比＝パルス幅τ×周波数ｆ）を所定の値に設定することにより、例えば３００℃以下に維持される。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態に係る被覆部材１９の表層部を示す断面図である。図４は、第１中間層２０の表面２０ａの凹凸状態を示すプロファイルである。
図３を参照して、被覆部材１９は、例えば、摺動部材や装飾品として用いられる。摺動部材としては、例えば、摩擦クラッチのクラッチプレート、ステアリング装置のウォーム（歯面にＤＬＣ膜を形成）、軸受の内輪・外輪（軌道面にＤＬＣ膜を形成）、軸受の保持器、およびプロペラシャフト（駆動軸、雄スプライン部および／または雌スプライン部にＤＬＣ膜を形成）が挙げられる。
【００２５】
被覆部材１９は、基材４と、基材４の表面４ａを覆う第１中間層２０と、第１中間層２０の表面２０ａを覆う第２中間層２１と、第２中間層２１の表面２１ａを覆うＤＬＣ膜２２とを含む。第１中間層２０、第２中間層２１、およびＤＬＣ膜２２は、それぞれ、膜厚が数μｍ〜数十μｍ程度の薄膜である。ＤＬＣ膜２２の表面２２ａは、被覆部材１９の最表面の少なくとも一部を形成している。被覆部材１９が摺動部材として用いられる場合、ＤＬＣ膜２２の表面２２ａは、相手部材に摺動する摺動面として機能する。また、被覆部材１９が摺動部材として用いられる場合、基材４の材質は、例えば、工具鋼、炭素鋼、およびステンレス鋼の何れかである。
【００２６】
また、第１中間層２０および第２中間層２１は、例えば、ＣｒＮやＴｉＮなどの金属膜や、Ｓｉを含む薄膜である。第１中間層２０および第２中間層２１は、同一の組成を有していてもよいし、互いに異なる組成を有していてもよい。また、各中間層２０、２１の組成は、均一であってもよいし、基材４からＤＬＣ膜２２に近づくに従って変化していてもよい。すなわち、各中間層２０、２１は、ＤＬＣ膜２２に近づくに従って組成が連続的に変化する傾斜膜であってもよいし、組成がそれぞれ異なる複数の膜が積層された積層膜であってもよい。本実施形態では、第１中間層２０および第２中間層２１は、それぞれ、Ｓｉを含む傾斜膜である。
【００２７】
また、図示はしないが、基材４の表面４ａには、イオンの衝突によって微細な凹凸（原子レベルの凹凸）が形成されている。これにより、基材４の表面４ａが粗面化されている。したがって、基材４と第１中間層２０との接触面積が増加している。これにより、基材４に対する第１中間層２０の密着力が高められている。さらに、第１中間層２０の一部が基材４の表面４ａに形成された凹部に入り込んでいるので、投錨効果（anchor effect）によって基材４に対する第１中間層２０の密着力がさらに高められている。
【００２８】
同様に、図３および図４に示すように、第１中間層２０の表面２０ａには、イオンの衝突によって微細な凹凸が形成されている。図４のグラフの縦軸の単位はナノメートルである。したがって、第１中間層２０の表面２０ａには、原子レベルの凹凸が形成されている。後述するように、この凹凸は、粗面化工程によって形成されたものである。このように、第１中間層２０の表面２０ａが粗面化されている。したがって、第１中間層２０と第２中間層２１との接触面積が増加している。これにより、第１中間層２０に対する第２中間層２１の密着力が高められている。さらに、第２中間層２１の一部が第１中間層２０の表面２０ａに形成された凹部に入り込んでいるので、投錨効果によって第１中間層２０に対する第２中間層２１の密着力がさらに高められている。
【００２９】
さらに、第２中間層２１は、第１中間層２０の表面２０ａに沿って積層されているから、図示はしないが、第２中間層２１の表面２１ａには、第１中間層２０の凹凸に対応する微細な凹凸（原子レベルの凹凸）が形成されている。したがって、第２中間層２１とＤＬＣ膜２２との接触面積が増加されている。これにより、第２中間層２１に対するＤＬＣ膜２２の密着力が高められている。さらに、ＤＬＣ膜２２の一部が第２中間層２１の表面２１ａに形成された凹部に入り込んでいるので、投錨効果によって、第２中間層２１に対するＤＬＣ膜２２の密着力がさらに高められている。したがって、粗面化された基材４の表面４ａ、第１中間層２０、および第２中間層２１によって、基材４に対するＤＬＣ膜２２の密着力が高められている。
【００３０】
次に、図１および図３を参照して、プラズマＣＶＤ装置１を用いて被覆部材１９を製造するときの製造方法の一例について説明する。
プラズマＣＶＤ装置１を用いて基材４の表面４ａにＤＬＣ膜２２を形成して被覆部材１９を製造するには、まず処理室３内の基台５の支持プレート９上に基材４をセットしたのち処理室３を閉じる。
【００３１】
次いで第１、第２、および第３開閉バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を閉じた状態で第１ポンプ１７を駆動させたのち、第１開閉バルブＶ１を開くことにより処理室３内を真空排気する。処理室３内が第１ポンプ１７によって所定の真空度まで真空排気された時点で第１開閉バルブＶ１を閉じるとともに第３開閉バルブＶ３を開いて第２ポンプ１８を駆動させた後、第２開閉バルブＶ２を開くことにより、第１および第２ポンプ１７、１８によって処理室３内をさらに真空排気する。
【００３２】
処理室３内が所定の真空度に達した時点で第２開閉バルブＶ２を閉じ、第２ポンプ１８を停止させ、第３開閉バルブＶ３を閉じるとともに第１開閉バルブＶ１を開いて第１ポンプ１７だけで排気を続けながら、図示しない供給源から原料ガス導入管６を通して原料ガスを処理室３内に導入する。このとき処理室３内に導入される原料ガスは、例えば、水素ガスおよびアルゴンガスである。水素ガスおよびアルゴンガスは、それぞれ、プラズマを安定化させる作用をする。原料ガスは、水素ガスおよびアルゴンガスに限らず、アルゴンガスだけであってもよい。
【００３３】
次いで電源８をオンして、負の直流パルス電圧（例えば、−１０００Ｖ）を基台５に印加する。これにより、隔壁２と基台５との間に電位差が生じ、処理室３内にプラズマが発生する。このプラズマの発生により、処理室３内において原料ガスからイオンやラジカルが生成されるとともに、このイオンやラジカルが電位差に基づいて基材４の表面４ａに打ち付けられて、基材４の表面４ａに微細な凹凸（原子レベルの凹凸）が形成される（前処理工程）。また、イオンやラジカルが基材４の表面４ａに打ち付けられることにより、基材４の表面４ａに吸着されている異分子等をスパッタリング除去したり、表面を活性化したり、原子配列等を改質したりできる（イオンボンバード処理）。
【００３４】
電源８をオンにしてから予め定める処理時間が経過すると、電源８をオフにし、さらに、処理室３への原料ガス（水素ガスおよびアルゴンガス）の供給を停止する。次いで処理室３内を真空排気した状態で、図示しない供給源から原料ガス導入管６を通して原料ガスを処理室３内に導入する。このとき処理室３内に導入される原料ガスは、例えば、Ｓｉを含むガス（たとえば、Ｈ2、ＴＭＳ（テトラメチルシランガス、（Ｓｉ（ＣＨ3）4））、およびＣＨ4（メタン）の混合ガス）である。そして、この原料ガスを処理室３内に導入しながら、電源８をオンにして、基台５に負の直流パルス電圧を印加させる。これにより、処理室３内にプラズマが発生し、これによって、基材４の表面４ａを覆う第１中間層２０が形成される（第１中間層形成工程）。
【００３５】
電源８をオンにしてから予め定める処理時間が経過すると、電源８をオフにする。さらに、処理室３への原料ガス（Ｓｉを含むガス）の供給を停止する。次いで処理室３内を真空排気した状態で、図示しない供給源から原料ガス導入管６を通して原料ガスを処理室３内に導入する。このとき処理室３内に導入される原料ガスは、例えば、水素ガスおよびアルゴンガスである。原料ガスは、水素ガスおよびアルゴンガスに限らず、アルゴンガスのみであってもよい。
【００３６】
次いで電源８をオンにして、例えば前処理工程のときよりも低い負の直流パルス電圧を基台５に印加する。具体的には、例えば、−１５００Ｖの直流パルス電圧を基台５に印加する。これにより、隔壁２と基台５との間に電位差が生じ、処理室３内にプラズマが発生する。このプラズマの発生により、処理室３内において原料ガスからイオンやラジカルが生成されるとともに、このイオンやラジカルが、電位差に基づいて、前処理工程のときよりも大きな力で基材４の表面４ａに打ち付けられて、第１中間層２０の表面２０ａに微細な凹凸（原子レベルの凹凸）が形成される（粗面化工程）。すなわち、前処理工程のときよりも低い負の直流パルス電圧を基台５に印加させることにより、前処理工程のときよりも高低差の大きい凹凸が形成される。これにより、第１中間層２０の表面２０ａが粗面化される。
【００３７】
電源８をオンにしてから予め定める処理時間が経過すると、電源８をオフにし、さらに、処理室３への原料ガス（水素ガスおよびアルゴンガス）の供給を停止する。次いで処理室３内を真空排気した状態で、図示しない供給源から原料ガス導入管６を通して原料ガスを処理室３内に導入する。このとき処理室３内に導入される原料ガスは、例えば、Ｓｉを含むガス（たとえば、ＴＭＳおよびＣＨ4の混合ガス）である。そして、この原料ガスを処理室３内に導入しながら、電源８をオンにし、基台５に負の直流パルス電圧を印加させる。これにより、処理室３内にプラズマが発生し、これによって、粗面化された第１中間層２０の表面２０ａを覆う第２中間層２１が形成される（第２中間層形成工程）。
【００３８】
例えば粗面化工程においてイオンやラジカルが第１中間層２０を貫通して、基材４の表面４ａの一部が第１中間層２０から露出している場合であっても、第２中間層２１を形成することにより、この露出した部分を第２中間層２１によって覆うことができる。これにより、基材４の表面４ａがＤＬＣ膜２２によって直接覆われることが防止される。これにより、基材４に対するＤＬＣ膜２２の密着力の低下が防止される。
【００３９】
電源８をオンにしてから予め定める処理時間が経過すると、電源８をオフにし、さらに、処理室３への原料ガス（水素ガスおよびアルゴンガス）の供給を停止する。次いで処理室３内を真空排気した状態で、図示しない供給源から原料ガス導入管６を通して原料ガスを処理室３内に導入する。このとき処理室３内に導入される原料ガスは、例えば、炭素系化合物に、さらに水素ガス、およびアルゴンガス等を加えたものである。炭素系化合物としては、例えばメタン（ＣＨ4）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、ベンゼン（Ｃ6Ｈ6）等の、常温、常圧下で気体もしくは液体である炭化水素化合物の１種または２種以上が挙げられる。
【００４０】
次いで電源８をオンにし、隔壁２と基台５との間に電位差を生じさせることにより、処理室３内にプラズマを発生させる。このプラズマの発生により、処理室３内において原料ガスからイオンやラジカルが生成されるとともに、このイオンやラジカルが電位差に基づいて基材４の表面４ａに引き付けられる。そして基材４の表面４ａで化学反応が生じて、ＤＬＣ膜２２が形成される（ＤＬＣ膜形成工程）。これにより、基材４の少なくとも一部がＤＬＣ膜２２で被覆された被覆部材１９が形成される。
【００４１】
この製造方法の一例によって製造された被覆部材１９（本発明の一実施形態に係る被覆部材１９）のＤＬＣ膜２２の密着力（剥離荷重）は、１３．９（Ｎ）であった。また、前述の製造方法の一例において、粗面化工程および第２中間層形成工程を行わずに製造した被覆部材（比較に係る被覆部材）のＤＬＣ膜の密着力（剥離荷重）は、１０．９（Ｎ）であった。したがって、粗面化工程および第２中間層形成工程を行うことにより、ＤＬＣ膜の密着力を向上させることができる。したがって、被覆部材の信頼性および耐久性を向上させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、基材４および第１中間層２０にイオンを衝突させて微細な凹凸（原子レベルの凹凸）を形成するので、例えば、第２中間層２１の表面２１ａの凹凸に倣ってＤＬＣ膜２２の表面２２ａに凹凸が形成されたとしても、この凹凸の高低差は非常に小さい。
一方、例えば、基材４の表面４ａにショットブラストを行った場合には、基材４の表面４ａにイオンを衝突させた場合に比べて、高低差の大きい凹凸が基材４の表面４ａに形成される。そのため、ショットブラストを行った場合には、高低差の大きい凹凸がＤＬＣ膜２２の表面２２ａに形成されることがある。
【００４３】
被覆部材１９が摺動部材として用いられる場合に高低差の大きい凹凸がＤＬＣ膜２２の表面２２ａに形成されていると、被覆部材１９が相手部材を攻撃して、例えば、相手部材が削れたり、相手部材が早期に摩耗したりすることがある。よって、本実施形態のように、イオンの衝突によって凹凸を形成することにより、被覆部材１９の攻撃性が高まることを抑制することができる。
【００４４】
なお、前述の「剥離荷重」は、日本機械学会基準ＪＳＭＥ  Ｓ０１０（１９９６）において規定されたスクラッチ試験によってＤＬＣ膜を剥離させて、ＤＬＣ膜に局所的な剥離が生じたときの測定値（モード２の測定値）である。
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば前述の実施形態では、基材４にＤＬＣ膜２２が被覆されている場合について説明したが、Ｓｉを含むＤＬＣ膜２２が基材４に被覆されていてもよい。
【００４５】
また、前述の実施形態では、第１中間層２０、第２中間層２１、およびＤＬＣ膜２２が直流パルスプラズマＣＶＤ法によって形成されている場合について説明したが、第１中間層２０、第２中間層２１、およびＤＬＣ膜２２は、直流プラズマＣＶＤ法によって形成されていてもよいし、プラズマＣＶＤ法以外の方法によって形成されていてもよい。しかしながら、基材４の温度上昇を抑制できる点で、直流パルスプラズマＣＶＤ法によって第１中間層２０、第２中間層２１、およびＤＬＣ膜２２を形成することが好ましい。
【００４６】
また、直流パルスプラズマＣＶＤ法によれば、直流パルス電圧の設定電圧値、周波数ｆ、およびデューティー比を調整することにより、前述の前処理工程および粗面化工程において、イオンおよびラジカルが基材４の表面４ａおよび第１中間層２０の表面２０ａに打ち付けられる時間を変更することができる。これにより、基材４の表面４ａおよび第１中間層２０の表面２０ａの凹凸状態を調整することができる。
【００４７】
一方、直流プラズマＣＶＤ法では、直流電圧が基材４に印加され続けるので、直流パルスプラズマＣＶＤ法のように、基材４の表面４ａおよび第１中間層２０の表面２０ａの凹凸状態を調整することができない。そのため、基材４の表面４ａおよび第１中間層２０の表面２０ａに所望の凹凸を形成することが困難である。したがって、凹凸状態を調整できる点からも直流パルスプラズマＣＶＤ法を採用することが好ましい。
【００４８】
また、前述の実施形態では、第１中間層２０とＤＬＣ膜２２との間に第２中間層２１が形成されている場合について説明したが、第２中間層２１が省略され、第１中間層２０の表面２０ａがＤＬＣ膜２２によって直接覆われていてもよい。
また、前述の実施形態では、基材４の表面４ａおよび第１中間層２０の表面２０ａが粗面化されている場合について説明したが、基材４の表面４ａは、粗面化されていなくてもよい。また、これらの表面４ａ、２０ａと同様の方法により（イオンの衝突により）、第２中間層２１の表面２１ａが粗面化されていてもよい。この場合、第２中間層２１とＤＬＣ膜２２との接触面積が増加するので、第２中間層２１に対するＤＬＣ膜２２の密着力が高まる。さらに、ＤＬＣ膜２２の一部が第２中間層２１の表面２１ａに形成された凹部に入り込むので、投錨効果によって第２中間層２１に対するＤＬＣ膜２２の密着力がさらに高まる。したがって、基材４に対するＤＬＣ膜２２の密着力がさらに高まる。
【００４９】
以上、本発明を具体的な態様により詳細に説明したが、上記の内容を理解した当業者は、その変更、改変および均等物を容易に考えられるであろう。したがって、本発明はクレームの範囲とその均等の範囲とするべきである。
本出願は、２０１０年５月３１日に日本国特許庁に提出された特願２０１０−１２４５５３号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
【符号の説明】
【００５０】
４・・・基材、４ａ・・・基材の表面、１９・・・被覆部材、２０・・・第１中間層、２０ａ・・・第１中間層の表面、２１・・・第２中間層、２１ａ・・・第２中間層の表面、２２・・・ＤＬＣ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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