(57)【要約】【課題】耐摩耗性及び耐食性に優れる、エンジン部品、切削部品等の機械部品及びその製造方法を提供する。また、摺動部品を含む電気機械製品であって、長期にわたり安定して動作させることができる電気開閉機器、エンジン、切削機器等の電気機械製品を提供する。【解決手段】基体１１上に、水素含有量を１ａｔｍ％以下であるメッキ層（例えば硬質Ｃｒメッキ層）１２が形成され、メッキ層１２の上にセラミック薄膜（例えばＣｒＮ薄膜）又はＤＬＣ薄膜が形成された機械部品１。機械部品の基体上にメッキ層を形成する工程と、メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるようにメッキ層に脱水素処理を行う工程と、メッキ層上にセラミック薄膜又はＤＬＣ薄膜を形成する工程とを含む機械部品の製造方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械部品の基体上に水素含有量が１ａｔｍ％以下のメッキ層が形成され、該メッキ層上にＤＬＣ薄膜が形成されていることを特徴とする機械部品。
【請求項２】
前記メッキ層がクロム（Ｃｒ）メッキ層である請求項１記載の機械部品。
【請求項３】
機械部品の基体上に水素含有量が１ａｔｍ％以下のメッキ層が形成され、該メッキ層上にセラミック薄膜が形成されていることを特徴とする機械部品。
【請求項４】
前記セラミック薄膜が、窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）又は窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）からなる請求項３記載の機械部品。
【請求項５】
前記セラミック薄膜が前記メッキ層を構成する金属元素のうちの少なくとも一種の金属元素を含んでいる請求項３又は４記載の機械部品。
【請求項６】
前記メッキ層がクロム（Ｃｒ）メッキ層である請求項３から５のいずれかに記載の機械部品。
【請求項７】
請求項１又は２記載の機械部品の製造方法であって、
機械部品の基体上にメッキ層を形成するメッキ工程と、
該メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるように、該メッキ層の脱水素処理を行う脱水素工程と、
該メッキ層上にＤＬＣ薄膜を形成する薄膜形成工程とを含むことを特徴とする機械部品の製造方法。
【請求項８】
請求項３から６のいずれかに記載の機械部品の製造方法であって、
機械部品の基体上にメッキ層を形成するメッキ工程と、
該メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるように、該メッキ層の脱水素処理を行う脱水素工程と、
該メッキ層上にセラミック薄膜を形成する薄膜形成工程とを含むことを特徴とする機械部品の製造方法。
【請求項９】
前記脱水素工程は、前記薄膜形成工程において薄膜を形成するための薄膜形成装置内において、前記メッキ層を加熱することにより行われる請求項７又は８記載の機械部品の製造方法。
【請求項１０】
前記脱水素工程は、前記メッキ層にイオン、電子又はプラズマを照射することにより行われる請求項７又は８記載の機械部品の製造方法。
【請求項１１】
前記薄膜形成工程において前記薄膜をイオンプレーティング法、真空アーク蒸着法、プラズマＣＶＤ法、イオン蒸着薄膜形成法又はイオンビームスパッタリング法によって形成する請求項７から１０のいずれかに記載の機械部品の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から６のいずれかに記載の機械部品を含み、該機械部品が他の部品に対して相対的に摺動する部品として用いられる電気機械製品。
【請求項１３】
請求項１から６のいずれかに記載の機械部品を含む電気開閉機器。
【請求項１４】
エンジン部品である請求項１から６のいずれかに記載の機械部品。
【請求項１５】
請求項１から６のいずれかに記載の機械部品を含むエンジン。
【請求項１６】
切削部品である請求項１から６のいずれかに記載の機械部品。
【請求項１７】
請求項１から６のいずれかに記載の機械部品を含む切削機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気開閉機器用部品、エンジン部品、切削部品等の機械部品及びその製造方法に関し、特に他の部品と相対的に摺動接触する摺動部品として用いられる機械部品及びその製造方法に関する。また、本発明は、このような機械部品を有する電気機械製品、例えば電気開閉機器、エンジン、切削機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気開閉機器、エンジン、切削機器等の電気機械製品は、通常、他の部品と相対的に摺動接触する機械部品を含んでいる。例えば遮断器等の電気開閉機器は操作リンク機構用の部品を、エンジン、特にガソリンエンジン、ジーゼルエンジンのような内燃機関はシリンダ、ピストンリング、コネクティングロッド等のエンジン部品を、切削機器はドリル、エンドミル、バイト等の切削部品を摺動部品として通常含んでいる。
【０００３】
このような摺動部品としての機械部品には、それが組み込まれた電気機械製品に長期にわたり安定して動作を行わせるために次のような性能が求められる。
【０００４】
動作回数（摺動回数）が多かったり、大きな負荷がかかる機械部品（摺動部品）には、耐摩耗性が求められる。耐摩耗性等の観点からは、機械部品の基体材料としては鋼が用いられることが多い。摺動部品としての機械部品には摺動性も求められ、摺動性を向上させるためにグリース等の潤滑剤が機械部品に塗布されることもある。錆等による動作不良を抑制して、長期にわたる安定した動作をなすためには、機械部品（特に鋼等の金属からなる機械部品）には耐食性も求められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐食性及び摺動性に優れる電気開閉機器用部品、エンジン（代表例として内燃機関）の部品、切削部品等の機械部品及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
また、本発明は、機械部品の基体が該部品の耐摩耗性及び摺動性を向上させるための高硬度の薄膜により被覆された機械部品であって、耐食性に優れる機械部品及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
また、本発明は、機械部品の基体が該部品の耐摩耗性及び摺動性を向上させるための高硬度の薄膜により被覆された機械部品であって、耐食性に優れるとともに、該高硬度薄膜の基体への密着性がよい機械部品及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
また、本発明は、摺動部品を含む電気機械製品であって、長期にわたり安定して動作させることができる電気開閉機器、エンジン（代表例として内燃機関）、切削機器等の電気機械製品を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
§１．機械部品、電気機械製品用部品及び電気機械製品
前記課題を解決するために本発明は、次の第１及び第２の二つのタイプの機械部品を提供する。
【００１０】
（１）　第１タイプの機械部品は、該機械部品の基体上に水素含有量が１ａｔｍ％以下のメッキ層が形成され、該メッキ層上にＤＬＣ薄膜（Ｄｉａｍｏｎｄ　ｌｉｋｅ　ｃａｒｂｏｎ　薄膜）が形成されていることを特徴とする機械部品である。
【００１１】
（２）　第２タイプの機械部品は、該機械部品の基体上に水素含有量が１ａｔｍ％以下のメッキ層が形成され、該メッキ層上にセラミック薄膜が形成されていることを特徴とする機械部品である。
【００１２】
いずれのタイプの機械部品も、例えば、電気機械製品等において他の部品に対して相対的に摺動する部品（摺動部品）として用いることができる。
【００１３】
いずれのタイプの機械部品も、鋼等からなる基体（基材、母材）上にメッキ層が形成されており、該メッキ層上にさらに薄膜（第１タイプの機械部品においてはＤＬＣ薄膜、第２タイプの機械部品においてはセラミック薄膜を指す。以下、同様。）が形成されている。基体の少なくとも一部の上にメッキ層及び薄膜が形成されている。
【００１４】
代表的には、基体上に直接メッキ層を形成すればよいが、基体とメッキ層の間に別の層（膜）を形成してもよい。また、代表的には、メッキ層上に直接薄膜を形成すればよいが、メッキ層と薄膜の間には別の層（膜）を形成してもよい。代表的には薄膜（ＤＬＣ薄膜又はセラミック薄膜）を機械部品の表層とすればよい。
【００１５】
いずれのタイプの機械部品においても、メッキ層は代表的には機械部品（機械部品基体）の耐食性を向上させるために設けられる。代表的には、メッキ層は機械部品基体に接するように、基体上に直接形成すればよい。メッキ層は例えばクロム（Ｃｒ）メッキ層、ニッケル（Ｎｉ）メッキ層などとすればよい。この中でも、メッキ層としては硬度が比較的高いＣｒメッキ層が好ましく、いわゆる硬質Ｃｒメッキ層がさらに好ましい。
【００１６】
第１タイプの機械部品におけるＤＬＣ薄膜及び第２タイプの機械部品におけるセラミック薄膜は高硬度に形成することができる。高硬度薄膜（ＤＬＣ薄膜又はセラミック薄膜）は、代表的には機械部品の耐摩耗性及び摺動性を向上させるために設けられる。
【００１７】
第２タイプの機械部品に設けるセラミック薄膜は、例えば窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）又は窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）からなるものとすればよい。メッキ層上に直接セラミック薄膜を形成する場合には、セラミック薄膜としてメッキ層を構成する金属元素のうちの少なくとも一種の金属元素を含んでいるものを採用すれば、セラミック薄膜とメッキ層の密着性を向上させることができる。例えば、メッキ層としてＣｒメッキ層（硬質クロムメッキ層を含む）を採用する場合には、セラミック薄膜としてＣｒＮ薄膜を採用すれば、メッキ層と薄膜の密着性を向上させることができる。
【００１８】
第１タイプの機械部品によると、鋼等からなる基体の耐食性をメッキ層により向上させるとともに、ＤＬＣ薄膜により耐摩耗性及び摺動性も向上させることができる。同様に、第２タイプの機械部品によると、鋼等からなる基体の耐食性をメッキ層により向上させるとともに、セラミック薄膜により耐摩耗性及び摺動性も向上させることができる。メッキ層（例えば硬質Ｃｒメッキ層）に比べてＤＬＣ膜やセラミック薄膜の硬度は高くすることができるので、機械部品の基体上にメッキ層だけを設ける場合に比べて、第１及び第２いずれのタイプの機械部品も耐摩耗性を向上させることができるとともに、摺動性も向上させることができる（摩擦係数を小さくすることができる）。
【００１９】
第１及び第２のいずれのタイプの機械部品におけるメッキ層（Ｃｒメッキ層、Ｎｉメッキ層等）も例えば電気メッキにより形成すればよい。いずれのタイプの機械部品においても、メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下である。これにより、メッキ層中の水素に起因して生じる次のような不具合を抑制することができる。メッキ層に多量の水素が混入していると、メッキ層にクラックが生じやくなったり、メッキ層が脆くなりやすくなる。また、メッキ層上に直接薄膜を形成する場合には、メッキ層に多量の水素が混入していると、メッキ層と薄膜の密着性も悪くなる。特にＣｒメッキ層（硬質Ｃｒメッキ層を含む）を電気メッキにより形成する場合には、メッキ層に水素が混入しやすくなる。メッキ層の水素含有量を１ａｔｍ％以下とすることで、メッキ層やその上に形成された薄膜の破損（クラック等）を抑制できるとともに、薄膜のメッキ層への密着性を向上させることができる。高硬度な薄膜のメッキ層への密着性が高いので、機械部品はそれだけ長期にわたり安定して摺動性及び耐摩耗性を発揮することができる。また、メッキ層のクラック等の破損を抑制できるので、機械部品はそれだけ長期にわたり安定して耐食性を発揮することができる。メッキ層の水素含有量は、さらに好ましくは０．７ａｔｍ％以下であり、さらに好ましくは０．５ａｔｍ％以下である。
【００２０】
本発明は、上記第１又は第２タイプの機械部品を含む電気機械製品、特に、上記第１又は第２タイプの機械部品が他の部品に対して相対的に摺動する部品（摺動部品）として用いられる電気機械製品も提供する。電気機械製品とは、例えば、スイッチ、遮断器、ブレーカー等の電気開閉機器、自動車、自動二輪車、農作業機器、船舶、航空機等のためのエンジン（特に内燃機関）、ドリル、エンドミル、フライス、バイト等の切削部品を含む切削工具、切削機器などである。
【００２１】
さらに本発明は、このような電気機械製品用の部品として、上記第１又は第２タイプの機械部品を該電気機械製品用部品とする電気機械製品用部品（例えば、電気開閉機器のための部品（例えば操作リンク機構の部品）、エンジン（代表例として内燃機関）のためのエンジン部品、切削機器のための切削部品）、特に電気機械製品において摺動部品として用いられる電気機械製品用部品も提供する。
【００２２】
本発明に係る電気機械製品用部品（例えば電気開閉機器用部品、エンジン部品、切削部品等）は、既述の第１又は第２タイプの機械部品そのものであるので、既述のように耐食性、耐摩耗性及び摺動性に優れている。
【００２３】
本発明に係る電気機械製品（例えば、電気開閉機器、エンジン、切削機器等）は、既述の耐食性、耐摩耗性及び摺動性に優れた第１又は第２タイプの機械部品を含んでいるので、その機械部品が摺動部品として用いられる場合には、その機械部品は長期にわたり安定して摺動動作をなすことができ、したがって電気機械製品を長期にわたり安定して動作させることができる。第１又は第２タイプの機械部品を摺動部品として含む電気機械製品においては、その機械部品にグリース等の潤滑剤を塗布しなくても、その機械部品自身の摺動性が高いため、その電機機械製品を長期にわたり安定して、信頼性高く動作させることができる。
【００２４】
§２．機械部品の製造方法
本発明は、上記述べた第１及び第２タイプの機械部品の製造方法として、それぞれ次の第１及び第２タイプの製造方法を提供する。
【００２５】
（１）　第１タイプの製造方法は、前記第１タイプの機械部品を製造するための方法であって、
機械部品の基体上にメッキ層を形成するメッキ工程と、
該メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるように、該メッキ層の脱水素処理を行う脱水素工程と、
該メッキ層上にＤＬＣ薄膜を形成する薄膜形成工程とを含むことを特徴とする機械部品の製造方法である。
【００２６】
（２）　第２タイプの製造方法は、前記第２タイプの機械部品を製造するための方法であって、
機械部品の基体上にメッキ層を形成するメッキ工程と、
該メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるように、該メッキ層の脱水素処理を行う脱水素工程と、
該メッキ層上にセラミック薄膜を形成する薄膜形成工程とを含むことを特徴とする機械部品の製造方法である。
【００２７】
第１及び第２のいずれのタイプの製造方法においても、メッキ工程、脱水素工程及び薄膜形成工程が行われる。
【００２８】
メッキ工程においては、鋼等からなる機械部品の基体上に、Ｃｒメッキ層（硬質Ｃｒメッキ層を含む）、Ｎｉメッキ層等のメッキ層を形成する。代表的には、機械部品基体上に直接メッキ層を形成すればよい。メッキ層は例えば電気メッキにより形成すればよい。電気メッキによりメッキ層を形成することで、通常は、メッキ液を使い捨てする化学メッキによりも安価にメッキ層を形成することができる。
【００２９】
脱水素工程は、メッキ層上に薄膜（高硬度薄膜）を形成する前に行う。脱水素工程においては、メッキ層中の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるように、メッキ層の脱水素処理を行う。例えば、メッキ層を加熱することで脱水素処理を行えばよい。メッキ層の加熱は、例えばメッキ層をベーキングすることで行えばよい。ベーキングによる脱水素処理はメッキ層がＣｒメッキ層（硬質クロムメッキ層を含む）の場合を例にとると、メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるように、該メッキ層を１２０℃〜２００℃程度で１時間〜５時間程度ベーキングすることで行えばよい。脱水素工程（脱水素処理）は、薄膜形成工程において薄膜を形成するための薄膜形成装置内において、メッキ層を加熱することにより行ってもよい。このようにすれば、脱水素工程及び薄膜形成工程を効率良く行うことができる。脱水素工程は、メッキ層にイオン、電子又はプラズマを照射することにより行ってもよい。例えば、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスのイオン、プラズマをメッキ層に照射することでメッキ層を加熱し、メッキ層中の水素を放出させることができる。
【００３０】
薄膜形成工程においては、メッキ層上に高硬度薄膜（ＤＬＣ薄膜又はセラミック薄膜）を形成する。つまり、第１タイプの機械部品を作製する場合にはメッキ層上にＤＬＣ薄膜を形成し、第２タイプの機械部品を作製する場合にはメッキ層上にセラミック薄膜を形成する。薄膜は、代表的には、メッキ層上に直接形成すればよい。薄膜は、例えば、イオンプレーティング法、真空アーク蒸着法、プラズマＣＶＤ法、ＩＶＤ法（イオン蒸着薄膜形成法）又はＩＢＳ法（イオンビームスパッタリング法）によって形成すればよい。
【００３１】
上記述べたいずれのタイプの製造方法によっても、メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるので、メッキ層中の水素に起因して生じる既述の不具合を抑制することができる。つまり、メッキ層のクラックや、メッキ層上に形成される薄膜のクラックを抑制できる。また、メッキ層上に直接高硬度薄膜（ＤＬＣ薄膜又はセラミック薄膜）を形成する場合には、メッキ層と高硬度薄膜の密着性の低下を抑制することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本発明に係る機械部品の一例の部分断面図を図１に示す。
【００３３】
図１の機械部品１は、開閉機器、エンジン（ここでは内燃機関）、切削機器等の電気機械製品において他の部品（図示省略）に対して相対的に摺動する部品として用いられるものである。
【００３４】
機械部品１は鋼からなる基体１１を有しており、基体１１上にはメッキ層１２とセラミック薄膜１３がこの順に形成されている。本例では、メッキ層１２は硬質クロムメッキ層であり、セラミック薄膜１３は窒化クロム（ＣｒＮ）薄膜である。基体１１上に硬質Ｃｒメッキ層を形成した後、セラミック薄膜１３を形成する前に、そのメッキ層に対して脱水素処理を施すことによって、メッキ層１２中の水素含有量は１ａｔｍ％以下となっている。
【００３５】
機械部品１の製造方法の一例を図２の工程図を参照しながら説明する。まず、基体１１上に電気メッキにより硬質クロムメッキ層１２を形成する（ステップ＃１０１）。次いで、電気炉等によってメッキ層１２が形成された基体１１をベーキングして、メッキ層１２の水素含有量が１ａｔｍ％以下となるように、メッキ層１２中の水素１４を放出させる（＃１０２）。このようにして脱水素処理を行った後、例えばイオンプレーティング法、真空アーク蒸着法、プラズマＣＶＤ法、イオン蒸着薄膜形成法（ＩＶＤ法）又はイオンビームスパッタリング法（ＩＢＳ法）によってメッキ層１２上にＣｒＮ薄膜１３を形成する（＃１０３）。これらにより、硬質Ｃｒメッキ層１２及びＣｒＮ薄膜１３でコーティングされた機械部品１を得る。
【００３６】
機械部品１は、耐食性のあるＣｒメッキ層１２によりコーティングされているため耐食性に優れる。
【００３７】
また、表層が比較的硬度の高いセラミック薄膜（本例ではＣｒＮ薄膜）であるので、機械部品１は耐摩耗性に優れるとともに摩擦係数を低くすることができ、したがって摺動性に優れる。硬質Ｃｒメッキ層１２はメッキにより形成される膜としては硬度が高い方ではあるが、そのマイクロビッカース硬度（ｍＨｖ）は７００〜１０００程度である。これに対して、ＣｒＮ薄膜のマイクロビッカース硬度（ｍＨｖ）は２０００程度にすることができ、硬質Ｃｒメッキ層１２を表層とする場合よりも、ＣｒＮ薄膜１３を表層とする方が機械部品１の耐摩耗性及び摺動性を向上させることができる。
【００３８】
仮にＣｒメッキ層１２を形成せずに、ＣｒＮ薄膜１３を基体１１上に直接形成しても、摺動性に優れた、メッキ層１２を形成しない分それだけ安価な機械部品を得ることができる。しかし、その場合には次のような不具合が生じる。イオンプレーティング法等によってＣｒＮ膜等のセラミック薄膜を形成する場合には、ＣｒＮ薄膜にはピンホールができやすい。したがって、仮にＣｒＮ薄膜１３を基体１１上に直接形成すると、ＣｒＮ薄膜１３のピンホールを介して鋼からなる基体１１が侵食されやすい。これに対して、上記述べた機械部品１においては、ＣｒＮ薄膜１３の下に耐食性のあるＣｒメッキ層１２が形成されているため、たとえＣｒＮ薄膜１３にピンホールがあったとしても、基体１１の侵食を抑制することができる。勿論、ＣｒＮ薄膜１３を厚くすることで、ＣｒＮ薄膜１３にピンホールができてしまうことを抑制することができるが、その場合にはメッキ法に比べてイオンプレーティング法等の成膜速度が遅いため、ＣｒＮ薄膜１３の形成に時間がかかるとともに、コスト高にもなる。
【００３９】
つまり、機械部品１においては、ＣｒＮ薄膜１３の下にＣｒメッキ層１２が形成されているため、ピンホールができなくなるほどＣｒＮ薄膜１３を厚くする必要がなく、それだけＣｒＮ薄膜１３を効率良く、安価に形成することができる。そして、高硬度のＣｒＮ層１３により優れた耐摩耗性及び摺動性を得る。機械部品１の耐食性は、ＣｒＮ薄膜１３をピンホールができなくなるほど厚く形成する場合に比べて、効率良く、安価に形成することができるＣｒメッキ層１２によって確保される。
【００４０】
ＣｒＮ薄膜１３の下地層としてのＣｒメッキ層１２は、ＣｒＮ薄膜１３を構成する金属元素Ｃｒを含んでいるため、ＣｒＮ薄膜１３とＣｒメッキ層１２との密着性を高くすることができる。それだけＣｒＮ薄膜１３のメッキ層からの剥離を抑制することができ、長期にわたり安定した耐摩耗性及び摺動性が得られる。
【００４１】
Ｃｒメッキ層１２には、その水素含有量が１ａｔｍ％以下となるように脱水素処理が施されているため、Ｃｒメッキ層１２上にＣｒＮ薄膜１３を形成するときのメッキ層１２からの水素の放出は少なく、それだけ密着性高くＣｒメッキ層１２上にＣｒＮ薄膜１３を形成することができる。また、Ｃｒメッキ層１２に脱水素処理が施されているため、Ｃｒメッキ層１２自身及びその上のＣｒＮ薄膜１３にクラックが発生することも抑制することができる。これにより、長期にわたり安定した耐食性、摺動性及び耐摩耗性が得られる。
【００４２】
多量の水素１４が混入したメッキ層１２には大きな応力がかかり、図３に示すようなクラックが発生しやすい。このようなクラックが発生すると、その部分から基体１１の腐食が進行してしまう。したがって、脱水素処理はメッキ層１２を形成した後速やかに行うことが好ましく、つまり、メッキ層１２に実用上の支障が生じるクラックができてしまう前に行うことが好ましい。メッキ層１２がおかれる環境等にもよるが、脱水素処理はメッキ層１２を形成した後、概ね３時間以内に行うとよい。
【００４３】
上記の例では脱水素処理は電気炉によりメッキ層１２が形成された基体１１を加熱することにより行ったが、この加熱はメッキ層１２上にＣｒＮ薄膜１３を形成するための成膜装置（例えばイオンプレーティング装置、真空アーク蒸着装置等）のチャンバ内において行ってもよい。例えば、その成膜装置に設けられているヒータによりメッキ層１２を加熱することで、脱水素処理を行ってもよい。このようにすれば、脱水素処理とＣｒＮ薄膜１３の成膜を効率良く行うことができる。
【００４４】
或いは、上記のようにメッキ層１２に熱を直接的に加えて脱水素処理を行うことに代えて、メッキ層１２にイオン、電子、プラズマを照射することによりメッキ層を加熱して、メッキ層１２の脱水素処理を行ってもよい。例えば、ＣｒＮ薄膜１３を形成するための成膜装置において、メッキ層１２にイオン、電子又はプラズマ照射することで、メッキ層１２の脱水素処理を行ってもよい。このようにすれば、脱水素処理とＣｒＮ薄膜１３の成膜を効率よく行うことができる。
【００４５】
メッキ層１２上に形成する機械部品の耐摩耗性及び摺動性を向上させるための高硬度の薄膜は、ＣｒＮ薄膜に代えて、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ，ＴｉＡｌＮ等のセラミック薄膜としてもよい。
【００４６】
また、図４に示す機械部品のようにメッキ層１２上には、ＣｒＮ薄膜等のセラミック薄膜に代えてＤＬＣ薄膜１５を形成してもよい。ＤＬＣ薄膜１５はマイクロビッカース硬度（ｍＨｖ）を２０００程度と高硬度にすることができ、ＤＬＣ薄膜１５を表層とする機械部品も耐摩耗性が良好になるとともに、摩擦係数が低くなり、摺動性も良好になる。
【００４７】
§４．
本発明に係る機械部品のテストピース（実験例１〜６）及び比較のための機械部品のテストピース（比較実験例１〜９）を作製し、それらの耐摩耗性、摺動性及び耐食性を調べる実験を行った。いずれの実験においても、テストピースの基体としてはＪＩＳ　ＳＭ４９０Ａからなる、サイズ２８ｍｍ×２８ｍｍ、厚さ２ｍｍのものを用いた。各テストピースは次のようにして作製した。
【００４８】
（１）　実験例１では、基体上に電気メッキにより厚さ２μｍの硬質クロムメッキ層を形成した。メッキ層を形成後６０分以内に、メッキ層が形成された基体を温度１９０°Ｃで３時間ベーキングして、メッキ層の脱水素処理を行った。脱水素処理を行った後のメッキ層の水素含有量は０．５ａｔｍ％であった。この後、メッキ層上に３μｍのＣｒＮ薄膜を形成して、機械部品のテストピースを得た。ＣｒＮ薄膜は、真空アーク蒸着法により、陰極材料：クロム（Ｃｒ）、導入ガス：窒素（Ｎ２　）ガス、ガス導入量：２００ｓｃｃｍ、成膜時のテストピース温度：４００°Ｃ、成膜時にテストピースに印加するバイアス電圧：−１００Ｖという条件の下で形成した。
【００４９】
（２）　実験例２では、メッキ層中の水素含有量を１．０ａｔｍ％としたことを除き、実験例１と同様にして機械部品のテストピースを得た。実験例２では、メッキ層が形成された基体を温度１３０℃で３時間ベーキングすることで、脱水素処理を行った。
【００５０】
（３）　比較実験例（比較例）１では、メッキ層中の水素含有量を１．５ａｔｍ％としたことを除き、実験例１と同様にして機械部品のテストピースを得た。比較例１では、メッキ層が形成された基体を温度１００℃で３時間ベーキングすることで、脱水素処理を行った。
【００５１】
（４）　比較例２では、メッキ層中の水素含有量を２．０ａｔｍ％としたことを除き、実験例１と同様にして機械部品のテストピースを得た。比較例２では、メッキ層が形成された基体を温度６０℃で３時間ベーキングすることで、脱水素処理を行った。
【００５２】
（５）　比較例３では、脱水素処理を行わなかったことを除き、実験例１と同様にして機械部品のテストピースを得た。このテストピースのメッキ層の水素含有量は３ａｔｍ％であった。
【００５３】
（６）　実験例３では、メッキ層の脱水素処理をベーキングに代えてイオン照射により行ったことを除き、実験例１と同様にして機械部品のテストピースを得た。テストピースのメッキ層には、イオン源を用いてアルゴンイオンを１時間照射した。イオン照射するときのイオンエネルギーは３００ｅＶとし、イオン電流は５０μＡ／ｃｍ２　とした。アルゴンガスの流量は１０ｓｃｃｍとした。このようにイオン照射により脱水素処理を施したテストピースのメッキ層の水素含有量は０．７ａｔｍ％であった。
【００５４】
（７）　実験例４では、メッキ層上にＣｒＮ薄膜に代えてＤＬＣ薄膜を形成したことを除き、実験例１と同様にして機械部品のテストピースを得た。実験例４のテストピースのメッキ層の水素含有量は０．５ａｔｍ％であった。ＤＬＣ薄膜の膜厚は０．５μｍとした。ＤＬＣ薄膜は、真空アーク蒸着法により、陰極材料：カーボン（Ｃ）、導入ガス：無し、成膜時のテストピース温度：１５０℃、成膜時にテストピースに印加するバイアス電圧：−１００Ｖという条件の下で形成した。
【００５５】
（８）　実験例５では、メッキ層中の水素含有量を１．０ａｔｍ％としたことを除き、実験例４と同様にして機械部品のテストピースを得た。実験例５では、メッキ層が形成された基体を温度１３０℃で３時間ベーキングすることで、脱水素処理を行った。
【００５６】
（９）　比較例４では、メッキ層中の水素含有量を１．５ａｔｍ％としたことを除き、実験例４と同様にして機械部品のテストピースを得た。比較例４では、メッキ層が形成された基体を温度１００℃で３時間ベーキングすることで、脱水素処理を行った。
【００５７】
（１０）　比較例５では、メッキ層中の水素含有量を２．０ａｔｍ％としたことを除き、実験例４と同様にして機械部品のテストピースを得た。比較例５では、メッキ層が形成された基体を温度６０℃で３時間ベーキングすることで、脱水素処理を行った。
【００５８】
（１１）　比較例６では、脱水素処理を行わなかったことを除き、実験例４と同様にして機械部品のテストピースを得た。このテストピースのメッキ層の水素含有量は３ａｔｍ％であった。
【００５９】
（１２）　実験例６では、メッキ層の脱水素処理をベーキングに代えてイオン照射により行ったことを除き、実験例４と同様にして機械部品のテストピースを得た。イオン照射は実験例３と同様に行った。このテストピースのメッキ層の水素含有量は０．７ａｔｍ％であった。
【００６０】
（１３）　比較例７では、基体上に硬質クロムメッキ層だけを形成して、機械部品のテストピースを得た。メッキ層の厚み及び製法は実験例１のものと同じである。メッキ層には脱水素処理は施していない。このテストピースのメッキ層の水素含有量は３ａｔｍ％であった。
【００６１】
（１４）　比較例８では、基体上にＣｒＮ薄膜だけを形成して、機械部品のテストピースを得た。ＣｒＮ薄膜の厚み及び製法は実験例１と同じである。
【００６２】
（１５）　比較例９では、基体上にＤＬＣ薄膜だけを形成して、機械部品のテストピースを得た。ＤＬＣ薄膜の厚み及び製法は実験例４と同じである。
【００６３】
このようにして作製した各テストピースを次のように評価した。耐摩耗性及び摺動性を評価するために、各テストピースのマイクロビッカース硬さ（ｍＨｖ）を測定した。
【００６４】
テストピースの耐摩耗性を評価するために、摩擦摩耗試験をピン・オン・ディスク試験機（レスカ社製フリクションプレーヤーＦＲＰ４０００）を用いて次のように行った。テストピースを回転速度１９１ｒｐｍで回転させ、回転するテストピースに球面状先端部（球面曲率半径２．５ｍｍ）を有するピンを圧接した。ピンは、ＪＩＳ　ＳＣＭ４３５からなる基体の上に、圧接するテストピースと同様のメッキ層及び（又は）薄膜が形成されたものである。ピンは、その球面状先端部をテストピースの回転中心から５ｍｍの位置に、圧力１６０ｋｇｆ／ｍｍ２　でテストピースに圧接した。このようにピンを圧接しながら、摺動距離にして１００ｍピンに対してテストピースを摺動させた後、テストピースの摩耗状態を評価した。また、このようにテストピースを回転させているときに、テストピースの摩擦係数（動摩擦係数）も測定した。
【００６５】
テストピースの耐食性を評価するために、ＪＩＳ　Ｚ２３７１に準じて中性塩水噴霧試験を行った。８時間又は４８時間経過後のテストピースにおける錆の発生状況によりそのテストピースの耐食性を評価した。
【００６６】
結果を次表１に示す。
【００６７】
【表１】
2004043837.tif 000003
【００６８】
表１から、基体と高硬度薄膜（ＣｒＮ薄膜又はＤＬＣ膜）との間に形成された硬質Ｃｒメッキ層により、錆の発生を抑制できることがわかる。メッキ層の脱水素処理を行って、硬質Ｃｒメッキ層の水素含有量を１ａｔｍ％以下とすれば、錆の発生を効果的に抑制できることがわかる。メッキ層が形成された基体をベーキングすることで脱水素処理を行っても、メッキ層にイオン照射することで脱水素処理を行っても、メッキ層の水素含有量が１ａｔｍ％以下となれば、同じように錆の発生を抑制できることわかる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は、耐食性及び摺動性に優れる電気開閉機器用部品、エンジン（代表例は内燃機関）部品、切削部品等の機械部品及びその製造方法を提供することができる。
【００７０】
また、本発明は、機械部品の基体が該部品の耐摩耗性及び摺動性を向上させるための高硬度の薄膜により被覆された機械部品であって、耐食性に優れる機械部品及びその製造方法を提供することができる。
【００７１】
また、本発明は、機械部品の基体が該部品の耐摩耗性及び摺動性を向上させるための高硬度の薄膜により被覆された機械部品であって、耐食性に優れるとともに、該高硬度薄膜の基体への密着性がよい機械部品及びその製造方法を提供することができる。
【００７２】
また、本発明は、摺動部品を含む電気機械製品であって、長期にわたり安定して動作させることができる電気開閉機器、エンジン（代表例として内燃機関）、切削機器等の電気機械製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る機械部品の一例の部分断面図である。
【図２】図１の機械部品を作製方法の一例を示す工程図である。
【図３】メッキ層中の水素によりクラックが生じている様子を示している。
【図４】本発明に係る機械部品の他の例の部分断面図である。
【符号の説明】
１　機械部品
１１　機械部品の基体
１２　メッキ層
１３　セラミック薄膜
１４　水素
１５　ＤＬＣ薄膜
【図１】
2004043837.tif 000004
【図２】
2004043837.tif 000005
【図３】
2004043837.tif 000006
【図４】
2004043837.tif 000007