(57)【要約】【課題】安価かつ効率的に非晶質炭素被膜を研磨することができる研磨方法を提供する。【解決手段】基材１１の表面に形成された水素元素を含む非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａに、研磨材２０を押し付けながら、前記非晶質炭素被膜１２の研磨を行う方法であって、該方法は、前記非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａに、前記非晶質炭素被膜１２の炭素と反応して炭素系ガスが生成可能な添加剤を含む潤滑油４０を供給しながら、前記研磨を行う。【選択図】図２
2008183663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に形成された水素元素を含む非晶質炭素被膜の研磨面に、研磨材を押し付けながら、前記非晶質炭素被膜の研磨を行う方法であって、
該方法は、前記非晶質炭素被膜の研磨面に、前記非晶質炭素被膜の炭素と反応して炭素系ガスが生成可能な添加剤を含む潤滑油を供給しながら、前記研磨を行うことを特徴とする非晶質炭素被膜の研磨方法。
【請求項２】
前記添加剤として、有機モリブデンを用いることを特徴とする請求項１に記載の非晶質炭素被膜の研磨方法。
【請求項３】
前記有機モリブデンとして、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）またはジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）を用いることを特徴とする請求項２に記載の非晶質炭素被膜の研磨方法。
【請求項４】
前記研磨材の表面硬さは、Ｈｖ８００以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の非晶質炭素被膜の研磨方法。
【請求項５】
前記研磨材として、鉄系材料を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の非晶質炭素被膜の研磨方法。
【請求項６】
前記潤滑油の温度を８０℃以上にして研磨することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の非晶質炭素被膜の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の表面に形成された非晶質炭素被膜の研磨面に研磨材を押し付けながら、前記非晶質炭素被膜の研磨を行う方法であり、特に、水素元素を含む前記非晶質炭素被膜に対して化学的に研磨するに好適な非晶質炭素被膜の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のエンジン、トランスミッションなど様々な機器の摺動部材や、成形用のプレス金型などには、耐摩耗性及び低摩擦特性などを向上させるべく、非晶質炭素材料（ＤＬＣ）が使用されている。前記非晶質炭素材料は、基材の表面に被膜（非晶質炭素被膜）として形成されることが一般的であり、前記特性をより向上させるためには、非晶質炭素被膜の表面粗さをより小さくすることが望ましい。
【０００３】
そこで、非晶質炭素被膜の表面粗さは、該被膜が形成される基材の表面粗さに依存するため、前記被膜の表面粗さを小さくするには、基材の表面粗さを小さくすればよいことになる。しかし、被膜の成膜方法及び成膜条件によっては、非晶質炭素被膜の表面粗さを基材の表面粗さに一致させることができない場合がある。特に、スパッタリングなどの物理的蒸着法（ＰＶＤ）により基材の表面に前記被膜を成膜した場合には、ドロップレットと呼ばれる炭素粒子が被膜に生成されることがある。そして、基材の表面粗さを研磨により小さくしたとしても、前記被膜の表面粗さは、被膜中の前記ドロップレットの影響を受けるため、基材の表面粗さに比べて大きくなってしまう。
【０００４】
このような場合、非晶質炭素材料の被膜の表面を研磨することが望ましく、この研磨工程は、前記摺動特性等を向上させるために重要な工程となる。すなわち、摺動部材に形成した被膜の表面粗さが大きい場合には、摺動特性を悪化させるおそれがある。また、プレス金型に形成した被膜の表面粗さが大きい場合には、プレス金型の寿命が低下するばかりでなく、プレス製品の表面品質に影響を与えるおそれがある。このような理由から、研磨工程は、非晶質炭素被膜を形成するにあたり重要な位置を占めるが、非晶質炭素被膜は、前述したように耐摩耗性を有する点からもわかるように、一般的な材料に比べて硬質であるため、表面を研磨することは容易ではない。
【０００５】
そこで、現在、一般的に行われる研磨方法としては、ダイヤモンド砥粒を含む砥石を用いて前記被膜の表面を研磨する方法や、ダイヤモンド砥粒を含む砥粒を用いて前記被膜の表面をラップ研磨により研磨する方法などのいわゆる共削りが挙げられる。
【０００６】
しかし、ダイヤモンド砥粒を用いた場合には、前記研磨は共削りであるため、物理的な研磨となり、加工時間が通常の研磨に比べて大きく掛かってしまう。また、研磨を行うに従ってダイヤモンド砥粒は摩耗により劣化が進行するが、前記研磨は共削りであるため、他の材料の研磨に比べて劣化の進行は速く、研磨時間または加工数量に合わせて砥粒または砥石を交換する頻度も高くなる。
【０００７】
このような点を鑑みて、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔの群から選択した１種若しくは２種以上の元素とＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗの群から選択した１種若しくは２種以上の元素との金属間化合物を主成分とする砥石が提案されている（例えば、特許文献１参照）。前記砥石によれば、金属間化合物と非晶質炭素材料が研磨時において反応し、該金属間化合物を構成する元素の炭化物を生成するので、非晶質炭素被膜を含む炭素同素体を化学的に研磨することが可能であり、砥石の摩耗を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００２−１４４１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記特許文献１に記載の砥石を用いた場合、研磨時において、前記金属間化合物の砥粒のうちの一部は、化学的に炭素と反応して炭化物を生成し、これと同時に金属間化合物の砥粒が物理的な接触により摩耗して、摩耗粉を生成することがある。このような場合、生成された炭化物及び摩耗粉がスラッジとなって研磨液中に介在することになる。この結果、研磨の際に、前記被膜と砥石との接触面間に摩耗粉が介在してしまうことがあり、被膜の研磨効率の低下を招き、砥石の交換ばかりでなく使用状況に合わせて研磨液の交換をしなければならない場合もある。
【０００９】
また、前記砥石は、前記金属間化合物を製造するのに特殊な技術を要する場合が多いので、容易に前記砥石を製造することは難しい。さらに、前記金属間化合物を構成する元素の中には高価なものもあるため、砥石のコストが高くなる場合もある。このような結果、前記スラッジの発生による研磨液の交換、及び、高価な砥石の使用による非晶質炭素被膜の研磨工程が、部材の生産性を阻害するおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安価かつ効率的に基材に形成された非晶質炭素被膜を研磨することができる研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決すべく、本発明に係る非晶質炭素被膜の研磨方法は、基材の表面に形成された水素元素を含む非晶質炭素被膜の研磨面に、研磨材を押し付けながら、前記非晶質炭素被膜の研磨を行う方法であって、該方法は、前記非晶質炭素被膜の研磨面に、前記非晶質炭素被膜の炭素と反応して炭素系ガスが生成可能な添加剤を含む潤滑油を供給しながら、前記研磨を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る研磨方法によれば、非晶質炭素被膜の研磨面に研磨材を押付けることにより、非晶質炭素被膜の研磨面の凸部が研磨材に加圧される。該加圧状態を維持しながら非晶質炭素被膜の研磨を行うので、前記非晶質炭素被膜の研磨面の凸部は摩擦熱（研磨熱）により加熱される。該加熱を起因として、非晶質炭素被膜の研磨面の凸部の炭素（炭素元素）が、供給される潤滑油中の添加剤と化学的に反応し、炭素系ガス（一酸化炭素ガスまたは二酸化炭素ガスなど）が生成される。特に、水素元素を含む非晶質炭素材料は、反応性がよく、このような化学反応が、研磨面の凸部において繰返されることにより、研磨面の凸部の表面が平坦化（研磨）される。
【００１３】
このようにして、潤滑油中の添加剤と非晶質炭素被膜との化学反応を利用することより、被研磨材として基材表面に形成された被膜の研磨面を化学的に研磨するので、物理的な研磨に比べて、時間的に効率良く非晶質炭素被膜の研磨を行うことができる。また、研磨時に生成されるものは炭素系ガスであるであるので、従来の砥石に相当する研磨材は摩耗し難く、従来のような砥石を必要とはしないので、安価に非晶質炭素被膜の研磨を行うことができる。
【００１４】
ここで、本発明にいう「非晶質炭素被膜の研磨面に、研磨材を押し付けながら、前記非晶質炭素被膜の研磨を行う」とは、非晶質炭素被膜と研磨材とのいずれか一方または双方を摺動させながら、研磨面の表面を押圧することにより、非晶質炭素被膜を研磨することであり、両者の摺動は、直線運動、回転運動、またはこれらの複合運動により一方の部材を他方の部材に対して接触させながら移動させることにより達成される。
【００１５】
また、潤滑油に含有させる添加剤は、研磨熱によりアモルファス構造の炭素と反応し、炭素系ガスを生成するものであれば、特に限定されるものではないが、より好ましい態様としては、本発明に係る非晶質炭素被膜の研磨方法において、前記添加剤として、有機モリブデンを用いる。
【００１６】
本発明によれば、該有機モリブデン（化合物）を用いることにより、有機モリブデンの一部が、非晶質炭素被膜と研磨材との間で、研磨熱を起因とした熱分解により、酸化触媒である三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）となる。該三酸化モリブデンは非晶質炭素被膜中の水素元素を被膜から脱離させ、該水素元素が脱離した炭素が活性点となると推定される。この結果、活性点となった炭素は、積極的に三酸化モリブデンと反応し、さらには、該反応により非晶質炭素被膜から脱離した炭素と結合していた炭素も活性点となって、三酸化モリブデンに反応する。該反応により、一酸化炭素及びに二酸化炭素のガスが発生する。このようにして、非晶質炭素被膜の表面において、前記の化学的な反応が連続的に起こるので、物理的な研磨に比べて短い時間で非晶質炭素被膜を研磨することが可能となる。
【００１７】
前記有機モリブデンとしては、モリブデン−アミン錯体、モリブデン−コハク酸イミド錯体、有機酸のモリブデン塩、アルコールのモリブデン塩などを挙げることができ、研磨熱により、三酸化モリブデンを生成することができるのであれば、特に限定されるものではない。より好ましい態様としては、本発明に係る非晶質炭素被膜の研磨方法は、前記有機モリブデンとして、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）またはジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）を用いる。
【００１８】
本発明によれば、有機モリブデンとして、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）またはジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）を用いることにより、三酸化モリブデンが、最終的には、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）となる。この結果、たとえ、被膜の表面の押圧力が大きい場合、または、被膜の表面粗さが大きい場合であっても、該被膜の研磨面に接触する研磨材の表面には、固体潤滑剤として二硫化モリブデンの層が形成されることになり、研磨材の表面が削られ難くなる。
【００１９】
特に、汎用性、コスト面等を考慮すると、本発明の非晶質炭素被膜の研磨方法に用いる有機モリブデンは、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）がより好ましく、生成方法により分子中のアルキル基の構造は異なる。例えば、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの具体例としては、例えば、ジブチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジペンチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジヘキシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジヘプチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジオクチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジノニルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジデシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジウンデシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジドデシルジチオカルバミン酸モリブデン、ジトリデシルジチオカルバミン酸モリブデン等を挙げることができる。
【００２０】
また、潤滑油のベース油は、前述したような添加剤を含むのであれば鉱油、合成油などが挙げられ特に限定されるものではない。また、このような潤滑油は、前記化学反応が抑制されないのであれば、酸化防止剤、摩耗防止剤、極圧剤、摩擦調整剤、金属不活性剤、清浄剤、防錆剤、泡消剤などを適宜追加することができる。なお、潤滑油の変わりに、例えば、有機モリブデンを含む基油にさらに増稠剤を分散させたグリースであっても同様の効果が得られる。
【００２１】
さらに、本発明に係る非晶質炭素被膜の研磨方法に用いる研磨材として、該研磨材の表面硬さが、ビッカース硬さで、Ｈｖ８００以上であることがより好ましい。本発明によれば、研磨材の表面硬さを前記硬さの範囲に保持することにより、研磨材の摩耗を抑制することができる。また、前記研磨材の表面硬さが、Ｈｖ８００よりも小さい場合には、非晶質炭素被膜の表面硬さが少なくともＨｖ１０００以上であることを考慮すると、研磨材の表面硬さが小さいため、研磨材の摩耗が促進してしまう。
【００２２】
また、非晶質炭素被膜と接触して摩耗がし難く、非晶質炭素被膜との接触により摩擦熱を発生しやすい材料であれば特に限定されるものではないが、本発明に係る非晶質炭素被膜の研磨方法は、前記研磨材として鉄系材料を用いることがより好ましい。本発明によれば、鉄系材料は、熱処理により表面硬さを調整し易く、安価に入手し易いことから、好適である。特に、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）またはジチオリン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＰ）を添加した潤滑油を用いた場合には、鉄系材料は、生成される二硫化モリブデンに対して馴染み性がよいので、研磨材の摩耗をより抑制することができる。
【００２３】
また、潤滑油の油温は、研磨熱による発熱が抑制されないのであれば、特に限定されるものではないが、本発明に係る非晶質炭素被膜の研磨方法は、前記潤滑油の温度を８０℃以上にして研磨することがより好ましい。本発明によれば、前記温度条件で研磨を行うことにより、たとえ研磨初期の段階であっても、三酸化モリブデンと炭素との反応による化学的な研磨を好適に行うことができる。また、前記潤滑油の温度が、８０℃よりも低い場合には、研磨初期段階では、非晶質炭素被膜及び研磨材のいずれも研磨熱により加熱されていないので、前記反応は起こりにくく、非晶質炭素被膜が化学的に研磨されるまで時間を要する。また、前記潤滑油の温度は、潤滑油の酸化劣化を考慮した場合には、１２０℃以下であることがさらに好ましい。
【００２４】
さらに、本発明において、潤滑油の供給方法としては、非晶質炭素被膜と研磨材の接触面（研磨面）に潤滑油を流す方法や、非晶質炭素被膜と研磨材を油浴内に浸漬させる方法などが挙げられ、少なくとも非晶質炭素被膜と研磨材の接触面（研磨面）に潤滑油が供給されているのであれば、特に限定されるものではない。より好ましくは、前記潤滑油の供給方法としては、接触面非晶質炭素被膜と研磨材を潤滑油が投入された油浴内に浸漬すると共に、該潤滑油を、油浴内において循環させることがより好ましい。
【００２５】
なお、本発明でいう「非晶質炭素被膜」は、いわゆるＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）からなる被膜であり、このような非晶質炭素被膜は、スパッタリング、真空蒸着、イオン化蒸着、または、イオンプレーティング、などを利用した物理的蒸着法（ＰＶＤ）により成膜してもよく、プラズマ処理などを利用した化学気相成長法（ＣＶＤ）により、成膜してもよく、これらの方法を組み合わせて成膜してもよい。また、前記炭素被膜には、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｗなどの添加元素を含有させてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、潤滑油と非晶質炭素被膜との化学反応を利用した研磨により、被研磨材として基材表面に形成された被膜の研磨面を化学的に研磨するので、物理的な研磨に比べて効率良く非晶質炭素被膜の研磨を行うことができる。また、研磨時に生成されるものは炭素系ガスであるので、従来の砥石に相当する研磨材は摩耗し難く、従来のような砥石を必要とはしないため、安価に非晶質炭素被膜の研磨を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、図面を参照して、本発明に係る非晶質炭素被膜の研磨方法の一実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る非晶質炭素被膜の研磨方法を説明するための図であり、（ａ）は、本実施形態に係る非晶質炭素被膜の研磨方法を行うに好適な装置構成図であり、（ｂ）は、非晶質炭素被膜の研磨状態を説明するための図である。また、図２は、図１の（ｂ）に示す非晶質炭素被膜の研磨状態における、非晶質炭素被膜の研磨面と研磨材の表面の状態を説明するための図であり、図３は、図２に示す非晶質炭素被膜の表面の化学的な研磨の原理を説明するための原理図である。
【００２９】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の研磨方法より研磨される被研磨材は、基材１１の表面に非晶質炭素被膜１２が形成された部材であり、本実施形態に係る研磨方法は、非晶質炭素被膜１２の表面を研磨面１２ａとして研磨する方法である。また、直接的な研磨対象となる非晶質炭素被膜１２を構成する非晶質炭素材料は、水素元素を含むことが前提条件である。
【００３０】
このような研磨を行う研磨装置は、図１（ａ）に示すように、油浴槽３０と、該油浴槽３０内に配置された研磨材２０と、基材１１を回転させると共に、一方向に押圧することができる回転押付け装置（図示せず）と、を少なくとも備えている。なお、油浴槽３０には、後述する潤滑油４０を浴槽内に供給する供給口と、潤滑油４０を排出する排出口と、油浴槽３０に投入された潤滑油４０を循環すべく、供給口と排出口との間に接続されたポンプをさらに備えてもよい。
【００３１】
以下に、本実施形態に係る非晶質炭素被膜１２の研磨方法を説明する。まず、研磨を行う準備段階として、油浴槽３０の底部中央に、研磨材として鉄系材料からなる研磨材２０を配置し固定する。次に、油浴槽３０内に研磨液に相当する潤滑油４０として、鉱油にジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）の添加剤を添加した潤滑油を投入する。そして、潤滑油４０を８０℃〜１２０の温度範囲となるように加熱調整する。
【００３２】
このような状態を保持する一方で、まず非晶質炭素被膜１２が形成された基材１１を回転押付け装置に取り付け、非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａが研磨材２０の表面に対向するようにセッティングを行う。そして、回転押付け装置を駆動させて、基材１１を回転させると共に、図１（ｂ）に示すように、潤滑油４０中において、所定の押圧力で非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａを押付ける。この結果、非晶質炭素被膜１２は潤滑油４０中に浸漬されるので、研磨中において、非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａには、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）の添加剤を添加した潤滑油が常時供給されることになる。
【００３３】
このようにして、図２に示すように、非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａを研磨材２０に押付けることにより、非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａの凸部１２ｂが研磨材に加圧される。該加圧状態を維持しながら非晶質炭素被膜１２の研磨を行うので、非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａの凸部１２ｂは摩擦熱（研磨熱）により加熱される。
【００３４】
そして、図３に示すように、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）中のモリブデンが、非晶質炭素被膜と研磨材との間で、前記研磨熱を起因とした熱分解により、酸化触媒である三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）となる。このようにして、熱分解により生成された三酸化モリブデンは、非晶質炭素被膜１２中の水素元素（Ｈ）を脱離させ、該水素元素（Ｈ）が脱離した炭素（Ｃ）は活性点なると考えられる。そして、活性点となった炭素（Ｃ）は積極的に三酸化モリブデンと化学反応し、一酸化炭素ガスまたは二酸化炭素ガスを生成する。さらに、このような反応により、非晶質炭素被膜１２から炭素ガスとなって脱離した炭素（Ｃ）と結合していた炭素（Ｃ）も活性点となって、三酸化モリブデンに反応する。このような反応が重畳的に繰返されることにより、非晶質炭素被膜１２の研磨面１２ａの凸部１２ｂは、化学的に研磨される。
【００３５】
一方、非晶質炭素被膜１２の炭素（Ｃ）と反応したモリブデンは、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）の硫黄（Ｓ）と反応し、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）となる。該二硫化モリブデンは、研磨材２０の表面に固体潤滑剤の層として形成されることになる。
【実施例】
【００３６】
本発明に係る前記実施形態を以下に実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
＜被研磨材：円筒試験片＞
被研磨材として以下に示す円筒試験片を製作した。まず、非晶質炭素被膜を形成する基材として、外径２５．６ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ１６ｍｍ、クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣＭ４１５浸炭焼入れ）からなる円筒試験片を準備した。次に、円筒端面を中心線平均粗さＲａ０．０２μｍとなるように研磨し、該端面に非晶質炭素材料からなる炭素被膜（非晶質炭素被膜）をスパッタリング装置（神戸製鋼所製）を用いて形成した。
【００３７】
具体的には、平面に対向するように、純度９９．９９％の炭素材料からなるターゲット（グラファイトターゲット）を配置し、ターゲットと基材との間に、アルゴンガス（不活性ガス）と、メタンガス（炭化水素系ガス）とからなる処理ガスを、処理ガス中のメタンガスの体積率が５％となるよう調整して流した。そして、この処理ガスを流した状態で、成膜温度（具体的には基材の温度）を１００℃に保持して、ターゲットと基材との間に１００Ｖに調整したバイアス電圧をかけながら、プラズマを発生させて、基板の表面にターゲットのスパッタ粒子をスパッタリングすることにより、非晶質炭素被膜の水素含有量が４０原子％（成膜後ＥＲＤＡ分析により確認）、膜厚（層厚）が５μｍ、表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０２μｍ、表面硬さがビッカース硬さＨｖ２０００となるように非晶質炭素被膜を成膜した。なお、後述する研磨試験時における非晶質炭素被膜の摩耗量を評価するために、円筒試験片の円筒端面の一部を成膜前にマスキングした。
【００３８】
＜研磨材：平板試験片＞
研磨材として、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの高速度鋼（ＪＩＳ規格：ＳＫＨ５１焼入れ焼戻し）からなる平板試験片を準備し、３０ｍｍ×３０ｍｍの面の表面を中心線平均粗さＲａ０．０２μｍに研磨し、該表面の表面硬さが熱処理でビッカース硬さＨｖ３００となるようにした。
【００３９】
＜研磨試験＞
平板試験片の前記３０ｍｍ×３０ｍｍの面と、円筒試験片の円筒端面とを接触させ、添加剤としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（Ｍｏ−ＤＴＣ）を鉱油に添加した潤滑油に、少なくとも接触面を接触させながら、荷重１００ｋｇｆ、回転２０００ｒｐｍ、油温８０℃の条件で、円筒試験片を２分間回転させた。そして、平板試験片及び円筒試験片を取り出して、円筒試験片に形成された非晶質炭素被膜の研磨された量（研磨量）、及び、平板試験片に摩耗量を測定した。具体的には、非晶質炭素被膜の摩耗量として、マスキングによる非晶質炭素被膜の未形成部分と非晶質炭素被膜の形成部分との段差を測定した。また、平板試験片に対しては、円筒試験片が接触した箇所における磨耗痕深さを測定した。この結果を図４に示す。
【００４０】
（実施例２，３）
実施例２：実施例１と同じように円筒試験片と平板試験片と製作した。実施例１と相違する点は、平板試験片の熱処理温度を調整して、平板試験片（研磨材）の表面硬さをＨｖ５５０にした点である。そして、実施例２に対して実施例１と同じ条件で研磨試験を行った。この結果を図４に示す。
【００４１】
実施例３：実施例１と同じように円筒試験片と平板試験片と製作した。実施例１と相違する点は、平板試験片の熱処理温度を調整して、平板試験片（研磨材）の表面硬さをＨｖ８００にした点である。そして、実施例３に対して実施例１と同じ条件で研磨試験を行った。この結果を図４に示す。
【００４２】
（比較例１〜３）
比較例１〜３：比較例１〜３が実施例３と比べて相違する点は、研磨試験に使用した潤滑油に添付した添加剤を、比較例１は二硫化モリブデン、比較例２は脂肪酸エステル、比較例３は、添加剤なし、とした点である。そして、比較例１〜３に対して実施例３と同じ条件で研磨試験を行った。この結果を図４に示す。
【００４３】
（比較例４〜７）
比較例４：実施例３と同じように円筒試験片と平板試験片と製作した。実施例３と相違する点は、非晶質炭素被膜に水素元素を含有させなかった点である。具体的には、非晶質炭素被膜の成膜時に、ターゲットと基材との間の負荷するバイアス電圧を２００Ｖにした点と、処理ガスにはアルゴンガス（不活性ガス）のみを用い、メタンガス（炭化水素系ガス）を混入しなかった点である。尚、被膜の表面硬さはＨｖ２５００であった。そして、比較例４に対して実施例３と同じ条件で研磨試験を行った。この結果を図４に示す。
【００４４】
比較例５〜７：比較例５〜７は、順次、比較例１〜３に相当するように、円筒試験片と平板試験片と製作した。比較例５〜７が比較例１〜３と相違する点は、比較例４と同様の成膜方法により、非晶質炭素被膜に水素元素を含有させなかった点である。そして、比較例５〜７に対して実施例３と同じ条件で研磨試験を行った。この結果を図４に示す。尚、実施例１〜３及び比較例１〜７の主な相違点を以下の表１に示した。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
（結果１）
実施例１〜３の非晶質炭素被膜の研磨量（被膜研磨量）は、比較例１〜７のものに比べて多く、また、実施例３の研磨材の摩耗量は、比較例１〜７のものに比べて少なかった。
【００４７】
（結果２）
実施例１〜３のうち実施例３の非晶質炭素被膜の研磨量は最も多く、実施例１〜３のうち実施例３の研磨材の摩耗量は最も少なかった。また、実施例１及び２の非晶質炭素被膜の研磨量は、略同程度であった。
【００４８】
（考察１−１）
実施例１〜３の非晶質炭素被膜の研磨量が、比較例１〜３，及び５〜７のものに比べて多かった理由としては、上述したように、非晶質炭素被膜と潤滑油との間において、化学的な反応が起こり、非晶質炭素被膜が研磨されたからであると考えられる。また、実施例１〜３の非晶質炭素被膜の研磨量が、比較例４のものに比べて多かった理由としては、実施例１〜３の非晶質炭素被膜は水素元素を含み、研磨時には該水素元素の脱離により非晶質炭素被膜の炭素が活性化されたことによると考えられる。
【００４９】
（考察１−２）
一方、実施例３の研磨材と比較例１〜７の研磨材の材質及び表面硬さが同じであるにもかかわらず、実施例３の摩耗量が、比較例１〜７のものに比べて少なかった。この理由としては、実施例３の非晶質炭素被膜は化学的に研磨されている上に、実施例３の研磨材の表面には、研磨時に固体潤滑剤として二硫化モリブデンの層が形成されているからであると考えられる。また、実施例３の非晶質炭素被膜の表面硬さがＨｖ２０００であり、研磨材の表面硬さがＨｖ８００であり、非晶質炭素被膜の表面硬さの方が大きいにもかかわらず、非晶質炭素被膜が研磨され、研磨材が摩耗していないことから、非晶質炭素被膜が、物理的な接触によりほとんど研磨されなかった（化学的な研磨によってのみ研磨された）と考えられる。
【００５０】
尚、比較例１，４，及び５の研磨材の表面にも、二硫化モリブデンの層が形成されると考えられるが、比較例１及び５は、非晶質炭素被膜が化学的に研磨されておらず、比較例４もほとんど上述した化学反応が起こっていないと考えられる。この結果、比較例１，４，及び５の非晶質炭素被膜は、物理的な研磨により研磨されたと考えられ、研磨材の摩耗量も大きくなったものと考えられる。
【００５１】
（考察２）
結果２にから、研磨材の表面硬さが少なくともＨｖ８００以上である場合には、非晶質炭素被膜の研磨量は最も多く、研磨材の摩耗量も殆どないと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る非晶質炭素被膜の研磨方法を説明するための図であり、（ａ）は、本実施形態に係る非晶質炭素被膜の研磨方法を行うに好適な装置構成図であり（ｂ）は、非晶質炭素被膜の研磨状態を説明するための図。
【図２】図１の（ｂ）に示す非晶質炭素被膜の研磨状態における、非晶質炭素被膜の研磨面と研磨材の表面状態を説明するための図。
【図３】図２に示す非晶質炭素被膜の表面の化学的な研磨の原理を説明するための原理図。
【図４】実施例１〜３及び比較例１〜７の非晶質炭素被膜の研磨量と、研磨材の摩耗量を示した図。
【符号の説明】
【００５３】
１１：基材、１２：非晶質炭素被膜、１２ａ：研磨面、１２ｂ：凸部、２０：研磨材、３０：浴槽、４０：潤滑油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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