(57)【要約】【課題】  潤滑剤溜に溜められた潤滑剤を確実に摺動部に供給し、潤滑性能を高めることが可能な摺動部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】  潤滑剤４０が供給された状態で摺動される天秤の天秤軸２５には、摺動部３３が形成され、この摺動部３３は、基材３０の表層部にＣｒ被膜３１とＤＬＣ被膜３２とが形成された構造を有する。ＤＬＣ被膜２３には、潤滑剤４０が溜められる凹部３４からなる潤滑剤溜３５が形成されている。潤滑剤溜３５の側壁面３７とＤＬＣ被膜３２の外表面３６の間の角度４１は９０°よりも大きく形成されているため、連結部材の摺動によって流れる潤滑剤溜３５に溜められた潤滑剤４０は、その流れを止められることなく側壁面３７に沿って流れ、摺動部３３に確実に供給される。【選択図】  図４
2005172082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の少なくとも一部に摺動部を有し、前記摺動部に潤滑剤が供給された状態で摺動される摺動部品において、
前記摺動部の表面には硬質被膜が形成され、
前記硬質被膜には潤滑剤が溜められる潤滑剤溜が形成され、
前記潤滑剤溜の側壁面と硬質被膜の外表面とのなす角度が９０°よりも大きく形成されたことを特徴とする摺動部品。
【請求項２】
前記硬質被膜はＤＬＣ被膜からなることを特徴とする請求項１に記載の摺動部品。
【請求項３】
前記潤滑剤溜の深さは、２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動部品。
【請求項４】
表面の少なくとも一部に摺動部を有し、前記摺動部の表面にＤＬＣ被膜を形成した摺動部品の製造方法において、
前記ＤＬＣ被膜の一部をエッチングして潤滑剤溜を形成する際に、前記潤滑剤溜の側壁面とＤＬＣ被膜の外表面との角度が９０°よりも大きくなるように潤滑剤溜を形成することを特徴とする摺動部品の製造方法。
【請求項５】
前記潤滑剤溜を形成する際に、酸素プラズマによりＤＬＣ被膜をエッチングすることを特徴とする請求項４に記載の摺動部品の製造方法。
【請求項６】
前記潤滑剤溜を形成する際に、酸素と四フッ化炭素を含むエッチングガスを用いることを特徴とする請求項５に記載の摺動部品の製造方法。
【請求項７】
前記潤滑剤溜を形成する際に用いるエッチングガスは、酸素の体積濃度が６０％未満であることを特徴とする請求項記６に記載の摺動部品の製造方法。
【請求項８】
前記潤滑剤溜を形成する際に用いるエッチングガスは、四フッ化炭素の体積濃度が６％未満であることを特徴とする請求項６に記載の摺動部品の製造方法。
【請求項９】
前記潤滑剤溜を形成する際に、集束イオンビーム又はレーザーによりＤＬＣ被膜をエッチングすることを特徴とする請求項４に記載の摺動部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は摺動部品に関し、特に、潤滑剤溜を有する摺動部品とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミシンなどの種々の装置には、複数の摺動部品が摺動自在に組み付けられていることが多く、これらの摺動部品においては、その摺動部の焼き付けを防止したり、摩耗を軽減するために、摺動部に潤滑剤を供給したり、摺動部の表面に耐摩耗性に優れた被膜を形成するのが一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ミシンの針棒の摺動部分に耐摩耗性被膜として、摩擦係数が低く且つ高硬度のＤＬＣ(ダイヤモンドライクカーボン)被膜が形成されている。しかし、潤滑剤として潤滑油を用いる場合、このＤＬＣ被膜は潤滑油をはじく性質を有するので、摺動部に供給された潤滑油が直ぐに流出してしまう。そこで特許文献１の摺動部品においては、ＤＬＣ被膜に油溝を形成し、潤滑油を油溝に溜めることで潤滑油の流出を極力防止し、摺動部の潤滑性能を維持するようにした摺動部品が開示されている。この摺動部品においては、他方の摺動部品の摺動によって油溜に充填された潤滑油が摺動方向と同方向へ流れやすくなり、潤滑油が油溜の側壁面を通ってＤＬＣ被膜の外周面に供給されて、摺動部の潤滑性能が高い状態で維持される。
【特許文献１】特開２００３−２４７６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、油溝の側壁面とＤＬＣ被膜の外周面との間の角度が９０°以下に形成されている場合、他方の摺動品の摺動によって流動する潤滑油が油溝の側壁面のエッジ部によって掻き取られてしまうため、摺動部へ潤滑油がほとんど供給されず、摺動部の潤滑性能が低下する。従って、潤滑油が油溝に残っているにも関わらず、摺動部が焼き付くこともあり、摺動部の耐久性が低下する。
【０００５】
本発明の目的は、潤滑剤溜に溜められた潤滑剤を確実に摺動部に供給し、潤滑性能を高めることが可能な摺動部品及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、表面の少なくとも一部に摺動部を有し、前記摺動部に潤滑剤が供給された状態で摺動される摺動部品において、前記摺動部の表面には硬質被膜が形成され、前記硬質被膜には潤滑剤が溜められる潤滑剤溜が形成され、前記潤滑剤溜の側壁面と硬質被膜の外表面とのなす角度が９０°よりも大きく形成されたものである。
【０００７】
この摺動部品によれば、摺動部の表面の硬質被膜に形成された潤滑剤溜に潤滑剤が溜められた状態で摺動部品が摺動する。摺動部品が摺動する状態においては、摺動部を摺動する他方の摺動部品によって潤滑剤溜に溜められた潤滑剤が他方の摺動部品の摺動方向と同方向へ流動し、この潤滑剤は、硬質被膜の外表面とのなす角度が９０°よりも大きく形成された潤滑剤溜の側壁面では掻き取られることなく、確実に摺動部に供給される。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記硬質被膜はＤＬＣ被膜からなるものである。この摺動部品によれば、高硬度で摩擦係数の非常に低いＤＬＣ被膜が形成された摺動部において摺動される。
【０００９】
請求項３の発明は、前記潤滑剤溜の深さは、２０μｍ以下である。この摺動部品によれば、供給された潤滑剤は、深さが２０μｍ以下の浅い潤滑剤溜に溜められる。
【００１０】
請求項４の発明は、表面の少なくとも一部に摺動部を有し、前記摺動部の表面にＤＬＣ被膜を形成した摺動部品の製造方法において、前記ＤＬＣ被膜の一部をエッチングして潤滑剤溜を形成する際に、前記潤滑剤溜の側壁面とＤＬＣ被膜の外表面との角度が９０°よりも大きくなるように潤滑剤溜を形成するものである。
【００１１】
この摺動部品の製造方法によれば、摺動部品の少なくとも一部に設けられた摺動部の表面にＤＬＣ被膜が形成され、次に、潤滑剤溜の側壁面とＤＬＣ被膜の外表面との角度が９０°よりも大きくなるようにＤＬＣ被膜の一部がエッチングされて潤滑剤溜が形成されて、摺動部品が製造される。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記潤滑剤溜を形成する際に、酸素プラズマによりＤＬＣ被膜をエッチングするものである。この摺動部品の製造方法によれば、潤滑剤溜が形成される部分の全てのＤＬＣ被膜が同時に酸素プラズマによりエッチングされる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記潤滑剤溜を形成する際に、酸素と四フッ化炭素を含むエッチングガスを用いるものである。この摺動部品の製造方法によれば、四フッ化炭素から生成されたフッ酸によってＤＬＣ被膜の表面が処理されて、酸素プラズマによりエッチングされる。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記潤滑剤溜を形成する際に用いるエッチングガスは、酸素の体積濃度が６０％未満である。この摺動部品の製造方法によれば、エッチングガス中の酸素の体積濃度を６０％以上にするとＤＬＣ被膜がオーバーエッチングされて潤滑剤溜の側壁面と摺動部の外表面との角度が９０°以下の潤滑剤溜が形成されるが、エッチングガス中の酸素の体積濃度を６０％未満にすることで、ＤＬＣ被膜がオーバーエッチングされることなく、酸素プラズマによって前記角度が９０°よりも大きい潤滑剤溜が形成される。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記潤滑剤溜を形成する際に用いるエッチングガスは、四フッ化炭素の体積濃度が６％未満である。この摺動部品の製造方法によれば、エッチングガス中の四フッ化炭素を体積濃度を６％以上にするとＤＬＣ被膜がオーバーエッチングされて潤滑剤溜の側壁面と摺動部の外表面との角度が９０°以下の潤滑剤溜が形成されるが、エッチングガス中の四フッ化炭素の体積濃度を６％未満にすることで、ＤＬＣ被膜がオーバーエッチングされることなく、酸素プラズマによって前記角度が９０°よりも大きい潤滑剤溜が形成される。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項４の発明において、前記潤滑剤溜を形成する際に、集束イオンビーム又はレーザーによりＤＬＣ被膜をエッチングするものである。この摺動部品の製造方法によれば、潤滑剤溜が形成される部分のＤＬＣ被膜が集束イオンビーム又はレーザーによりＤＬＣ被膜をエッチングするものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、潤滑剤溜を形成することで潤滑剤の保持性能を高めると共に、潤滑剤溜の側壁面と硬質被膜の外表面とのなす角度が９０°以上に形成されているため、他方の摺動部品の摺動によって流動する潤滑剤は、潤滑剤溜の側壁面で掻き取られることなく、潤滑剤溜の側壁面に沿って流れるので、潤滑剤溜に溜められた潤滑剤を確実に摺動部に供給することができ、潤滑性能を高めることができ、摺動部品の耐久性を高めることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、高硬度で摩擦係数が非常に低いＤＬＣ被膜を摺動部に形成しているので、摺動部品の耐久性と耐摩耗性を高めることができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、潤滑剤溜の深さを２０μｍ以下にすることで、潤滑剤溜に溜められた潤滑剤が少量でも確実に摺動部の表面に潤滑剤を供給することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、この摺動部品の製造方法により製造された摺動部品は請求項１と同様の効果を奏する。
【００２１】
請求項５の発明によれば、ＤＬＣ被膜を酸素プラズマによりエッチングするので、一度に多くの面積をエッチングすることができ、製造時間を短縮することができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、四フッ化炭素を含むエッチングガスによりエッチングすることで、ＤＬＣ被膜の表面を四フッ化炭素から生成されたフッ酸により処理することができるので、エッチングに要する時間を短縮することができる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、エッチングガス中の酸素の体積濃度を６０％未満にすることで、潤滑剤溜の側壁面と摺動部の外表面との角度を確実に９０°よりも大きく形成することができる。
【００２４】
請求項８の発明によれば、エッチングガス中の四フッ化炭素の体積濃度を６％未満にすることで、潤滑剤溜の側壁面と摺動部の外表面との角度を確実に９０°よりも大きく形成することができる。
【００２５】
請求項９の発明によれば、ＤＬＣ被膜をエッチングする集束イオンビーム又はレーザーの強度や照射時間、又は、ＤＬＣ被膜に対する入射角度などを調整することで、潤滑剤溜の側壁面と摺動部の外表面との角度を９０°よりも大きい所望の角度に正確に形成することができる。また、プラズマエッチングなどによりエッチングする場合に必要なＤＬＣ被膜をマスキングする工程を省略することができるので、製造工程を簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本願の発明は、表面の少なくとも一部に摺動部を有し、前記摺動部に潤滑剤が供給された状態で摺動される摺動部品において、前記摺動部の表面には硬質被膜が形成され、前記硬質被膜には潤滑剤が溜められる潤滑剤溜が形成され、前記潤滑剤溜の側壁面と硬質被膜の外表面とのなす角度が９０°よりも大きく形成されたことを特徴とする摺動部品及びその摺動部品の製造方法に関するものである。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。本実施例は、２本針ミシンの天秤に本発明を適用した一例である。尚、以下の説明において、図１に示すように前後左右を定義する。最初に、２本針ミシン１について簡単に説明する。図１に示すように、２本針ミシン１は、左右方向に長いベッド部２と、このベッド部２の右端部から上方に延びる脚柱部３と、脚柱部３からベッド部２と対向するように左方へ延びるアーム部４とを備えている。
【００２８】
図１に示すように、アーム部４の内部には、左右方向向きに主軸１０が配設され、この主軸１０の下方には主軸１０と略平行に針棒揺動軸１１が配設されている。主軸１０の右端部は、アーム部４から外部へ突出し、その突出部分には手動用のプーリ１２が設けられている。この主軸１０はミシンモータ(図示略)により回転駆動される。
【００２９】
図１,図２に示すように、アーム部４の左端部分のアーム頭部には、クランク１３と、クランクレバー１４と、針棒抱き１５と、針棒１６と、針棒支持部材１７と、天秤１８を有する天秤機構１９などが設けられている。
【００３０】
クランク１３は、主軸１０の左端部に固着され主軸１０と共に回転駆動される。クランクレバー１４のヘッド部１４ａは、クランク１３から左方に延びる連結軸１３ａに回動可能に連結され、クランクレバー１４の下端部は針棒抱き１５に回動可能に連結されている。針棒１６は円柱状に形成され、その中段部に針棒抱き１５が固定され、針棒支持部材１７の上端部と下端部で摺動可能に支持されている。針棒１６の下端部は、アーム部４のミシンフレームから下方へ突出し２本針２１が装着されている。
【００３１】
従って、ミシンモータの回転駆動力が主軸１０を介してクランク１３に伝達されると、その回転駆動力がクランクレバー１４を介して針棒抱き１５に伝達されて、針棒抱き１５が針棒１６と２本針２１と共に上下に往復駆動され、針棒１６は針棒揺動軸１１が揺動駆動されることにより、針棒支持部材１７と共に前後水平方向に揺動駆動される。
【００３２】
図２に示すように、天秤機構１９は、天秤(摺動部品に相当)１８と、連結部材２２と、天秤１８を回動可能にミシンフレームに支持する回動軸２３とを備えている。連結部材２２は、クランクレバー１４のヘッド部１４ａの左端部に回動可能に連結され、天秤軸２５に摺動可能に支持されている。天秤１８は、下端部の円柱状の天秤軸２５と上糸が掛けられる天秤部２６とを有する。図３,図４に示すように、天秤軸２５は鋼製の円柱ロッド状の基材３０の表層部に、Ｃｒ(クロム)被膜３１とＤＬＣ被膜３２とを形成した構造を備えている。尚、Ｃｒ被膜３１とＤＬＣ被膜３２が硬質被膜に相当する。
【００３３】
Ｃｒ被膜３１は、基材３０の表面からＤＬＣ被膜３２が剥離するのを防ぐために、基材３０の表面のうちの摺動部３３となる部分に、約０.５μｍの厚さで形成されている。このＣｒ被膜３１は、後述するように潤滑剤溜３５を形成するためにＤＬＣ被膜３２の一部が除去されても除去されずに残るので、基材３０を酸化や破損等から保護することができる。
【００３４】
ＤＬＣ被膜３２は、Ｃｒ被膜３１の表面に厚さ約５μｍの厚さで形成されている。このＤＬＣ被膜３２は、被膜形成時の水素含有量によって硬度の調整をすることができ、ＨＶ(ビッカース硬さ)を、数１００からダイヤモンドのＨＶに近い８０００程度の高硬度被膜に形成することができ、本実施例では、Ｃｒ被膜３１(ＨＶ２００)や基材３０(浸炭焼き入れによりＨＶ６００)よりも高硬度なＨＶ１０００以上のＤＬＣ被膜３２が形成されている。ＤＬＣ被膜３２の摩擦係数は、約０.１以下であり、耐摩耗性及び摺動性において非常に優れた被膜である。尚、Ｃｒ被膜３１とＤＬＣ被膜３２の厚さは一例に過ぎず、前記の値よりも小さくてもよく大きくてもよい。
【００３５】
図３,図４に示すように、ＤＬＣ被膜３２には、潤滑油からなる潤滑剤４０を溜めて潤滑剤４０の保持性能を高めるために、Ｃｒ被膜３１まで貫通された凹部３４からなる潤滑剤溜３５が形成されている。これら複数の凹部３４は、周方向９０°間隔で上下方向(軸方向)に所定高さずれたパターンとなるように配設されている。各凹部３４は菱形状に形成され、深さはＤＬＣ被膜３２の厚さと同じ約５μｍで形成されている。
【００３６】
各凹部３４の側壁面３７は、ＤＬＣ被膜３２の外表面３６に対して約１２０°で形成されている。このように凹部３４の側壁面３７とＤＬＣ被膜３２の外表面３６との間の角度４１を９０°よりも大きく形成することで、供給された潤滑剤４０が潤滑剤溜３５に溜められた状態で連結部材２２が摺動部３３を摺動すると、連結部材２２の摺動によりその摺動方向に流される潤滑剤４０が、側壁面３７に流れを止められることなく側壁面３７に沿って流れ、摺動部３３に潤滑剤４０が確実に供給される。尚、角度４１は、１２０°に限定されるものではなく、９０°よりも大きく形成すればよく、潤滑剤４０の粘度、凹部３４の深さ、摺動速度、天秤１８の設置角度などにより適宜変更可能である。
【００３７】
この天秤機構１９によると、ミシンモータの回転駆動力によりクランク１３が回転されると、クランク１３の連結軸１３ａがヘッド部１４ａ及び連結部材２２と共に、図２に示す円軌道Ａで回転駆動され、この回転駆動により連結部材２２が天秤軸２５にガイドされて略上下方向に往復駆動され、この往復駆動によって天秤１８が回動軸２３の周りで揺動駆動されて、上糸が引き締められる。
【００３８】
次に、図５,図６を参照して、天秤１８、特に天秤軸２５の製造方法について説明する。最初に、鋼製の天秤１８の基材３０を製作し、天秤軸２５の基材３０の表面のうちの摺動部３３となる部分にＣｒ被膜３１と、そのＣｒ被膜３１の表面にＤＬＣ被膜３２を真空中でＵＢＭスパッタリングにより連続的に成膜する(図５−１参照)。具体的には、最初にＣｒをターゲットとしてスパッタリングを行って、Ｃｒ被膜３１を所定の厚さに成膜し、次に、Ｃｒのスパッタリングを継続しつつ、グラファイトをターゲットとするスパッタリングを同時並行に行い、このグラファイトに対するＣｒのスパッタ率を徐々に小さくし、グラファイトのスパッタ率が徐々に大きくなるように移行して、Ｃｒ被膜３１の表面にＤＬＣ被膜３２を成膜する。
【００３９】
次に、図６に示すように、Ｃｒ被膜３１とＤＬＣ被膜３２が形成された天秤軸２５に菱形の穴４６が形成されたアルミニウム製のマスキング部材４７を略密着状に外嵌する(図５−２参照)。次に、このマスクされた天秤１８をエッチングが行われるチャンバー内に導入する。次に、湿度５０％、気圧７６０Torrにチャンバー内を設定し、更に、このチャンバー内を０.０５Torrまで減圧し、酸素、四フッ化炭素(ＣＦ４)、アルゴンなどからなるエッチングガスをチャンバー内に導入する。次に、エッチングガス中の酸素をプラズマ化し、マスキング部材４７から露出しているＤＬＣ被膜３２の表面を四フッ化炭素によって処理しつつ、ＤＬＣ被膜３２を酸素プラズマによってＣｒ被膜３１が露出するまで約６０分プラズマエッチングして、潤滑剤溜３５の側壁面３７とＤＬＣ被膜３２の外表面３６との間の角度４１が９０°よりも大きい潤滑剤溜３５を形成する(図５−３参照)。最後に、チャンバー内から天秤１８を取り出し、マスキング部材４７を取り外して天秤１８の天秤軸２５が完成する(図４参照)。
【００４０】
次に、ＤＬＣ被膜３２をプラズマエッチングする際の、エッチングガス中の酸素の体積濃度又は四フッ化炭素の体積濃度と、そのエッチングガスによりエッチングされた凹部３４の側壁面３７とＤＬＣ被膜３２の外表面３６との間の角度４１について定量的に説明する。
【００４１】
最初に、エッチングガス中の酸素の体積濃度を変化させた実験について図７を参照して説明する。尚、この実験は、エッチングが行われるチャンバー内のガス圧力が０.２８Torr,四フッ化炭素の体積濃度が３.７％の状態で、酸素の体積濃度を４３％〜７０％の間で変化させて行った。図７に示すように、酸素の体積濃度が４３％,５５％の場合は、角度４１が１４０°,１１０°に形成される。しかし、前記濃度が６０％になると角度４１が９０°に形成され、更に、前記濃度が７０％になるとＤＬＣ被膜３２がオーバーエッチングされて角度４１が７０°に形成され、即ち、図９に示すように、角度４１Ａが９０以下に形成され、潤滑剤４０が潤滑剤溜３５Ａから流出しにくくなる。従って、オーバーエッチングを防止し、プラズマエッチングによって角度４１を９０°よりも大きく形成するためには、酸素の体積濃度が６０％以下であることが望ましい。
【００４２】
次に、エッチングガス中の四フッ化炭素の体積濃度を変化させた実験について説明する。尚、この実験は、エッチングが行われるチャンバー内のガス圧力が０.２８Torr,酸素の体積濃度が４３％の状態で、四フッ化炭素の体積濃度を３.７％〜７.３％の間で変化させて行った。図８に示すように、四フッ化炭素の体積濃度が３.７％,５％の場合は、角度４１が１４０°,１３０に形成される。しかし、前記濃度が６％になると角度４１が９０°に形成され、更に、前記濃度が７.３％の場合はＤＬＣ被膜３２がオーバエッチングされて角度４１が４５°に形成され、即ち、図９に示すように、角度４１Ａが９０°以下に形成され、潤滑剤４０が潤滑剤溜３５Ａから流出しにくくなる。従って、オーバーエッチングを防止し、プラズマエッチングによって角度４１を９０°よりも大きく形成するためには、四フッ化炭素の体積濃度が６％以下であることが望ましい。尚、上述した図９は本発明の実施例ではなく、比較例である。
【００４３】
次に、上述した天秤１８、特に天秤軸２５の作用及び効果について説明する。
【００４４】
この天秤軸２５によれば、潤滑剤溜３５が形成されているため潤滑剤４０の保持性能を高めることができる。更に、潤滑剤溜３５の側壁面３７とＤＬＣ被膜３２の外表面３６との角度４１を９０°よりも大きく形成されているので、この潤滑剤溜３５に充填された潤滑剤４０が連結部材２２の摺動方向と同じ向きに流されると、潤滑剤４０が潤滑剤溜３５によって掻き取られることなく、潤滑剤４０が潤滑剤溜３５の側壁面３７に沿って流れて、ＤＬＣ被膜３２の外表面に確実に供給されるため、潤滑性能を高めることができる。天秤軸２５の摺動部３３が、高硬度で摩擦係数が非常に低いＤＬＣ被膜３２で覆われているので、耐久性及び耐摩耗性を高めることができる。
【００４５】
天秤軸２５の製造方法においては、ＤＬＣ被膜３２をプラズマエッチングする際に、エッチングガス中の酸素の体積濃度を６０％未満又は四フッ化炭素の体積濃度を６％未満にすることで、ＤＬＣ被膜３２のオーバーエッチングを防止し、潤滑剤溜３５の側壁面３７とＤＬＣ被膜３２の外表面３６との間の角度４１を確実に９０°よりも大きく形成することができる。酸素プラズマによりＤＬＣ被膜３２をエッチングすることで多くの面積を一度にエッチングすることができ、また、エッチングガス中に含まれる四フッ化炭素により生成されたフッ酸によってＤＬＣ被膜３２の表面を処理するので、エッチングに要する時間を大幅に削減することができる。
【００４６】
次に、上述した実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
【００４７】
１）上述した実施例における潤滑剤溜３５の凹部３４の形状は種々の形状に変更可能である。例えば、図１０,図１１に示すように、凹部３４ａ,３４ｂの側壁面３７ａ,３７ｂが曲面状になるようにＤＬＣ被膜３２ａ,３２ｂに形成してもよい。この場合、側壁面３７ａ,３７ｂの上端部の接線とＤＬＣ被膜３２ａ,３２ｂの外表面３６ａ,３６ｂは９０°以上になるように形成する。また、図１２に示すように、凹部３４ｃの側壁面３７ｃの上側部分がＤＬＣ被膜３２ｃの外表面３６ｃと９０°以上になるように形成し、側壁面３７ｃの下側部分がＤＬＣ被膜３２ｃの外表面３６ｃに対して略９０°になるように形成してもよい。
【００４８】
２）上述した実施例においては、凹部３４を菱形に形成したが、凹部の形状は円状、矩形状、三角形状、又は格子状や溝状などの連続的な形状など種々の形状を適用することができる。但し、溝状に凹部を形成する場合、溝の長さを長くすると潤滑剤が溝に沿って流れて流出し易くなり、潤滑性を高めにくくなる。また、凹部３４の深さは５μｍに限定されるものではないが、潤滑剤の供給性を考慮すると凹部の深さは２０μｍ以下が望ましい。更に、凹部を一定の間隔で周期的に形成したが、異なる間隔で非周期的に形成してもよい。
【００４９】
３）上述した実施例においては、基材３０とＤＬＣ被膜３２との間にＣｒ被膜３１を形成したが、このＣｒ被膜３１は必ずしも必要なものではなく省略してもよい。但し、このように構成する場合には、基材が露出しない程度にＤＬＣ被膜をエッチングして潤滑剤溜を形成し、ＤＬＣ被膜により基材を錆や破損などから保護することが望ましい。
【００５０】
４）上述した実施例におけるＣｒ被膜３１の代わりに、Ｗ(タングステン)被膜,Ｔｉ(チタン)被膜,Ｓｉ(シリコン被膜),Ｎｉ(ニッケル)被膜などを適用してもよい。
【００５１】
５）上述した実施例においては、ＤＬＣ被膜３２をＣｒ被膜３１が露呈するまでプラズマエッチングしたが、Ｃｒ被膜が露呈しない程度にＤＬＣ被膜をエッチングし、ＤＬＣ被膜に潤滑剤溜を形成してもよい。
【００５２】
６）上述した実施例においては、潤滑剤４０として潤滑油を適用したが、潤滑剤は潤滑油に限定されるものではなく、ナノレベルからなる粒子を適用してもよい。この場合、酸化シリコン(直径約１０〜４０ｎｍ),酸化チタン(直径約２０ｎｍ),酸化アルミニウム(直径１０ｎｍ)などの粒子を適用することができる。
【００５３】
７）上述した実施例においては、ＤＬＣ被膜３２をＵＢＭスパッタリングにより形成したが、ＤＬＣ被膜はＵＢＭスパッタリング以外の物理蒸着法や、ＣＶＤ法などの化学的蒸着法により成膜してもよい。
【００５４】
８）上述した実施例においてはＤＬＣ被膜３２を酸素プラズマによりエッチングしたが、集束イオンビーム又はレーザーによってＤＬＣ被膜をエッチングして、潤滑剤溜を形成してもよい。このように集束イオンビーム又はレーザーによって潤滑剤溜の側壁面と硬質被膜の外表面との角度を９０°よりも大きくなるように潤滑剤溜を形成するには、例えば、以下の３つのエッチング方法が考えられる。
【００５５】
８−１）潤滑剤溜の各凹部の外周部では集束イオンビーム又はレーザーの強度を弱くし、その強度を徐々に強くしつつ、潤滑剤溜の各凹部の中心側へと集束イオンビーム又はレーザーを移動させてＤＬＣ被膜をエッチングすることで、潤滑剤溜の側壁面と硬質被膜の外表面との角度を９０°よりも大きく形成することができる。
【００５６】
８−２）潤滑剤溜の各凹部の外周部では集束イオンビーム又はレーザーのエッチング時間を短くし、その時間を徐々に長くしつつ、集束イオンビーム又はレーザーを潤滑剤溜の各凹部の中心側へと移動させてＤＬＣ被膜をエッチングすることで、潤滑剤溜の側壁面と硬質被膜の外表面との角度を９０°よりも大きく形成することができる。
【００５７】
８−３）ＤＬＣ被膜の表面に対し、所望の角度(例えば１２０°)で集束イオンビーム又はレーザーを入射させて、ＤＬＣ被膜をエッチングすることで、その入射角度と同じ角度で潤滑剤溜の側壁面とＤＬＣ被膜の外表面との角度を形成することができる。
【００５８】
９）上述した実施例においては、四フッ化炭素を含むエッチングガスを適用したが、四フッ化炭素の代わりに、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ８、ＳＦ６を適用してもよい。この場合、潤滑剤溜の側壁面と硬質被膜の外表面との角度を９０°よりも大きく形成するためには、フッ素原子の単位体積中の濃度を、上述した四フッ化炭素のフッ素原子の単位体積中の濃度と同じ範囲に設定する必要がある。例えば、Ｃ２Ｆ６の場合、
(Ｃ２Ｆ６の体積濃度)×(Ｃ２Ｆ６分子中のフッ素原子の数(＝６)）
≦(四フッ化炭素の最大体積濃度)×(四フッ化炭素分子中のフッ素原子の数(＝４))
から、
(Ｃ２Ｆ６の体積濃度)≦６％×(４/６)＝４％
となる。即ち、四フッ化炭素の代わりにＣ２Ｆ６を用いる場合、Ｃ２Ｆ６の体積濃度は４％未満にすることが望ましい。但し、同じ体積に含まれる、Ｃ２Ｆ６と四フッ化炭素の分子の数は同じとする。
【００５９】
尚、ミシンの天秤以外に、種々の機械の摺動部品に適用することができる。また、摺動部は直線運動的に摺動する摺動部に限るものではなく、回転運動で摺動する摺動部も含まれる。本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更例をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例に係る２本針ミシンのアーム部内の内部機構を示す斜視図である。
【図２】前記内部機構を示す左側面図である。
【図３】天秤軸とその潤滑剤溜の要部拡大図である。
【図４】天秤軸とその潤滑剤溜の要部拡大断面図である。
【図５−１】天秤製造途中の基材にＣｒ被膜とＤＬＣ被膜を形成した要部拡大図である。
【図５−２】天秤製造途中の天秤軸にマスキング部材を外嵌させた要部拡大図である。
【図５−３】天秤製造途中のＤＬＣ被膜をエッチングした要部拡大断面図である。
【図６】天秤軸とマスキング部材を示す図である。
【図７】エッチングガス中の酸素の体積濃度と潤滑剤溜の側壁面とＤＬＣ被膜の外表面との角度の関係を示す実験結果の図表である。
【図８】エッチングガス中の四フッ化炭素の体積濃度に関する図５相当図である。
【図９】オーバエッチングされた状態の比較例の図４相当図である。
【図１０】第１の変更例を示す図４相当図である。
【図１１】第２の変更例を示す図４相当図である。
【図１２】第３の変更例を示す図４相当図である。
【符号の説明】
【００６１】
１８      天秤
２５      天秤軸
３０      基材
３１      Ｃｒ被膜
３２      ＤＬＣ被膜
３３      摺動部
３５      潤滑剤溜
３６,３６ａ,３６ｂ,３６ｃ      外表面
３７,３７ａ,３７ｂ,３７ｃ      側壁面
４０      潤滑剤
４１      角度
【図１】
2005172082.tif 000003
【図２】
2005172082.tif 000004
【図３】
2005172082.tif 000005
【図４】
2005172082.tif 000006
【図５−１】
2005172082.tif 000007
【図５−２】
2005172082.tif 000008
【図５−３】
2005172082.tif 000009
【図６】
2005172082.tif 000010
【図７】
2005172082.tif 000011
【図８】
2005172082.tif 000012
【図９】
2005172082.tif 000013
【図１０】
2005172082.tif 000014
【図１１】
2005172082.tif 000015
【図１２】
2005172082.tif 000016