(57)【要約】【課題】  機械の摺動面などの、摩擦接触点の隙間で発生するトライボマイクロプラズマを効果的に制御する方法を提供するものであり、この制御されたトライボマイクロプラズマを用いて、プラズマの強度をコントロール又は均一化させて、該摺動面等にコーティング膜を形成するトライボマイクロプラズマコーティング方法並びにこれらの制御装置及び同コーティング装置を提供する。【解決手段】  摩擦接触部又は機械等の摺動面の隙間に発生するトライボプラズマに、磁場及び又は電場を加えることによりトライボプラズマを制御することを特徴とするトライボプラズマ制御方法。トライボプラズマの密度分布、大きさ、形状、パターンを制御する同トライボプラズマ制御方法。トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に並べることにより、プラズマを内部に閉じ込め若しくは強化させ又は均一化させる同トライボプラズマ制御方法。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦接触部又は機械等の摺動面の隙間に発生するトライボプラズマに、磁場及び又は電場を加えることによりトライボプラズマを制御することを特徴とするトライボプラズマ制御方法。
【請求項２】
トライボプラズマの密度分布、大きさ、形状、パターンを制御することを特徴とする請求項１記載のトライボプラズマ制御方法。
【請求項３】
トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に並べることにより、プラズマを内部に閉じ込めることを特徴とする請求項１又は２記載のトライボプラズマ制御方法。
【請求項４】
同一物質又は異なる物質の摩擦又は摺動面に、トライボマイクロプラズマ発生下でＣＶＤ又はＰＶＤコーティングするに際し、磁場及び又は電場を加えてトライボプラズマを制御することを特徴とするトライボプラズマコーティング方法。
【請求項５】
トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に並べることにより、プラズマを内部に閉じ込めることを特徴とする請求項４記載のトライボプラズマコーティング方法。
【請求項６】
摩擦接触部又は機械等の摺動面の隙間に発生するトライボプラズマの発生部又はその近傍位置に、磁場及び又は電場によるトライボプラズマ制御装置を設けたことを特徴とするトライボプラズマ制御装置。
【請求項７】
トライボプラズマの密度分布、大きさ、形状、パターンを制御する装置を設けたことを特徴とする請求項６記載のトライボプラズマ制御装置。
【請求項８】
トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に配置し、プラズマを内部に閉じ込めることを特徴とする請求項６又は７記載のトライボプラズマ制御装置。
【請求項９】
同一物質又は異なる物質の摩擦又は摺動面に、トライボマイクロプラズマ発生下でＣＶＤ又はＰＶＤによるコーティングする装置であって、トライボプラズマの発生部又はその近傍位置に、磁場及び又は電場によるトライボプラズマ制御装置を設けたことを特徴とするトライボプラズマコーティング装置。
【請求項１０】
トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に配置し、プラズマを内部に閉じ込めることを特徴とする請求項９記載のトライボプラズマコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械の摺動面などの、摩擦接触点の隙間で発生するトライボマイクロプラズマを制御する方法、この制御されたトライボマイクロプラズマを用いて該摺動面等にコーティング膜を形成するトライボマイクロプラズマコーティング方法並びにこれらの制御装置及び同コーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種摩擦又は摺動機器の摺動面に、耐摩耗性などを持たせるための保護膜を形成する技術は、湿式または乾式によるコーティング技術が使用されており、これらの適用に際しては、歯車等の機器の機械要素に耐摩耗性硬質膜を予めプラズマコーティングし、その後、機器に組み込まれてきた。
【０００３】
一方、固体表面に薄膜を形成させるのにプラズマを用いることは周知の技術である。この周知のプラズマコーティング法にはプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等がある。  
これらの装置においては、いずれも真空槽の中に、試料やコーティング材等を入れ、さらに外部より高電圧を、試料とターゲットの間に印加するものであり、またスパッタガスや反応性ガスを導入すること、あるいはイオン照射を行うなどのために、大掛かりで高価な装置を必要とするという問題があった。
【０００４】
上記のように、歯車等の機器に潤滑性の皮膜を形成する場合には、機械要素に耐摩耗性硬質膜を予めプラズマコーティングし、その後機器に組み込むため、このコーティングした膜を実機で使用する場合には、初期になじみ運転をしなければならないという問題があった。一方、摩擦接触点の隙間に発生するプラズマが潤滑油の分解劣化を引き起こすことが最近明らかになりつつあり、その防止技術の開発が求められている。
本発明者は、最近摩擦接触点の隙間にトライボプラズマが発生することを世界で初めて発見した。さらに、このトライボプラズマを用いたコーティング技術、トライボプラズマによる潤滑油分解劣化防止技術などに関する研究開発を行っているが、本発明はこれらの研究をさらに前進させるものである。
なお、後ほど詳細に説明するが、本発明の一部に利用する技術の例、すなわち周囲に磁石を交互に反対向きに置くことによりプラズマを閉じ込める技術を、ここに紹介する（非特許文献１）。
【非特許文献１】M.Moisan andPelletier, Microwavee Excited Plasma, Elsevier (1992), Chapter 9-12
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、機械の摺動面などの、摩擦接触点の隙間で発生するトライボマイクロプラズマを効果的に制御する方法を提供するものであり、この制御されたトライボマイクロプラズマを用いて、プラズマの強度をコントロール又は均一化させて、該摺動面等にコーティング膜を形成するトライボマイクロプラズマコーティング方法並びにこれらの制御装置及び同コーティング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、１）摩擦接触部又は機械等の摺動面の隙間に発生するトライボプラズマに、磁場及び又は電場を加えることによりトライボプラズマを制御することを特徴とするトライボプラズマ制御方法、２）トライボプラズマの密度分布、大きさ、形状、パターンを制御することを特徴とする１記載のトライボプラズマ制御方法、３）トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に並べることにより、プラズマを内部に閉じ込めることを特徴とする１又は２記載のトライボプラズマ制御方法、４）同一物質又は異なる物質の摩擦又は摺動面に、トライボマイクロプラズマ発生下でＣＶＤ又はＰＶＤコーティングするに際し、磁場及び又は電場を加えてトライボプラズマを制御することを特徴とするトライボプラズマコーティング方法、５）トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に並べることにより、プラズマを内部に閉じ込めることを特徴とする４記載のトライボプラズマコーティング方法、６）摩擦接触部又は機械等の摺動面の隙間に発生するトライボプラズマの発生部又はその近傍位置に、磁場及び又は電場によるトライボプラズマ制御装置を設けたことを特徴とするトライボプラズマ制御装置、７）トライボプラズマの密度分布、大きさ、形状、パターンを制御する装置を設けたことを特徴とする６記載のトライボプラズマ制御装置、８）トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に配置し、プラズマを内部に閉じ込めることを特徴とする６又は７記載のトライボプラズマ制御装置、９）同一物質又は異なる物質の摩擦又は摺動面に、トライボマイクロプラズマ発生下でＣＶＤ又はＰＶＤによるコーティングする装置であって、トライボプラズマの発生部又はその近傍位置に、磁場及び又は電場によるトライボプラズマ制御装置を設けたことを特徴とするトライボプラズマコーティング装置、１０）トライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に配置し、プラズマを内部に閉じ込めることを特徴とする９記載のトライボプラズマコーティング装置に関する。
【発明の効果】
【０００７】
トライボプラズマに磁場及び又は電場を加えることにより摩擦接触点や機械の摺動面に発生するトライボプラズマの強度、分布などを制御できるという優れた効果を有する。
その結果、機械の摺動面の、その場で発生するトライボプラズマを制御して、耐食性皮膜、耐摩耗性皮膜、潤滑性皮膜等を、ＰＶＤやＣＶＤコーティング法により効率良く被覆できるという効果が得られる。
また、トライボプラズマを制御することにより、トライボプラズマによる潤滑油の分解劣化を制御でき、その結果、摩擦接触点に発生するトライボプラズマ反応を制御することが可能となり、機械の摺動面で発生する潤滑油の化学的分解劣化を抑制しその寿命を延長することができるという著しい効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［トライボプラズマコーティング装置及びその方法］
次に、本発明を、図面に沿って説明する。図１は、本発明によるピン・ディスク用トライボプラズマコーティング装置の原理を説明する図である。
ピン・ディスク接触型トライボプラズマコーティング装置１において、試料であるピン摺動子２と回転ディスク３の接触点の隙間にトライボプラズマ４が発生するので、これを利用してトライボプラズマコーティングを行う。
先ず、大気中トライボプラズマＣＶＤ法について説明する。ＣＶＤ法においては、反応性ガス５を、パイプ６を通して摩擦接触点に発生したプラズマ４中に吹き込むことによりトライボプラズマＣＶＤコーティングを行う。
【０００９】
雰囲気制御型トライボマイクロプラズマＣＶＤコーティング法においては、真空槽７内に、ピン２とディスク３の接触点を置き、一度真空槽７内部をバルブ８を通して、ターボ分子ポンプ９、ロータリーポンプ１０により排気し、ガス圧力計１１にてガス圧を計測しつつ、反応性ガス５を、可変リークバルブ１２を通じて所定の圧力まで導入し、最も効率の良いガス圧にてＣＶＤコーティングを行う。
この際、負荷機構１３にて荷重を調整し、回転機構１４によりディスクの回転速度を調整して、最適の摩擦条件を選定する。さらに広範囲の表面をＣＶＤコーティングするために、摺動子移動機構１５によりピン摺動子を半径方向に所定の距離移動させてコーティングを行う。  
プラズマは大気中よりも低い圧力、例えば空気では約１０００Ｐａで最も強く発生するのでプラズマＣＶＤコーティングには有利である。その他、３０００Ｐａ程度の圧力の炭素系ガスを使用することができ、摩擦・摩耗低減効果をもつポリマー状の薄膜等を効率よくコーティングすることができる。
【００１０】
次に、トライボプラズマスパッタリング法であるが、この場合には、従来のスパッタリン法と同様に反応性ガスは必要としない。ターゲットとしてピンを用いれば、ディスク表面にピンの材料をコーティング可能であるし、逆にディスクにターゲット材料を使用すればピンにディスク材料をコーティングが可能である。
この場合、ターゲット材料が摩擦帯電により負に帯電する材料を選び、他方、コーティング膜を形成させるべき試料は摩擦帯電により正に帯電する材料の組み合わせとする必要がある。試料としては摩擦帯電を生ずる材料であれば、有機、無機を問わず、何でも良い。
また、ターゲット材料としては摩擦帯電を生ずる絶縁性の材料であれば何でも良い。大気中トライボマイクロプラズマコーティング法では、スパッタガスとして空気を使用することとなる。雰囲気制御型トライボプラズマコーティング装置においては、従来技術と同様にアルゴンガスなどの不活性ガスを使用することが勧められる。
【００１１】
図２のコーティング膜形成平面図に示されているように、コーティング膜はプラズマ発生領域１８、１９の範囲に形成される。プラズマ発生領域１８、１９とコーティング膜の形成される範囲は、それぞれ同一である。
実験によれば、プラズマの発生する範囲は、図２に示されるように摩擦トラック２０を大きく越えて発生するので、摩擦トラックよりも広い範囲にコーティングをすることが可能である。また、トライボプラズマＣＶＤコーティングにおいては、ディスクの表面上に形成されたポリマーなどの潤滑性薄膜は、摺動中にピンの表面に移着することが実験で確かめられており、ピンとディスクの同時コーティングが可能である。
このトリボプラズマコーティング方法は歯車、すべり軸受、カムとタペットなどを含むあらゆる摩擦接触部分、又は摺動接触部分に適用することができる。
【００１２】
［磁場によるトライボプラズマ制御装置及び制御方法］
（磁場によるプラズマ除去）
図３及び図４は、ピン・ディスク接触点の隙間に発生したプラズマに、磁石のＮ極、Ｓ極を近づけて、磁場によるプラズマの強度や分布を制御する装置の原理を説明する図である。図３、図４において、２１は磁場印加によるプラズマ制御装置、２はピン摺動子、３は回転ディスクである。この場合、例えばピン２にダイヤモンドを、ディスク３にサファイヤを用い、摺動速度Ｖの下で荷重ＦＮを加えて摺動接触させる。
この場合、ピン２は正に帯電し、ディスク３は負に帯電する。ピン２とディスク３の隙間には高い電界が発生し、この電界により周囲雰囲気ガスは放電し、トライボプラズマ４が発生する。
【００１３】
本発明においては、このプラズマ４に磁石２２のＮ極又はＳ極を近づけてプラズマの強度、分布、形状、パターンなどを制御することができる。これが、本発明の基本であり、かつ優れた構成要素である。
図５（上）に示すように、ピン２とディスク３の摩擦接触点の隙間２３に発生した電子ｅ−は正に帯電したピンによる静電気的引力を受けて速度Ｖ１でピン表面に移動し、この運動する電子に磁石２２のＮ極の磁場Ｂによるローレンツ（Loreｎtz）力Ｆを受けて、ＢとＶ１に垂直の方向に力を受けて移動する。
【００１４】
一方、図５（下）に示すように、ピン２とディスク３の摩擦接触点の隙間２３に発生した正イオンは負に帯電したディスク３による静電気的引力Ｆを受けて、速度Ｖ２でピン表面に移動し、この運動する正イオンは磁石２２のＮ極の磁場ＢによるLoreｎtz力Ｆを受け、ＢとＶ２に垂直の方向に力を受けて移動する。
その結果、プラズマ中の電子と正イオン、すなわち荷電粒子の数が減少する。この場合、電子と正イオンの摩擦帯電による移動方向が逆であるので、電子と正イオンに加わるLoreｎtz力の大きさと方向は等しい。
このことから、磁石の強度やプラズマと磁石の距離を変えることにより、プラズマの強度、分布、形状、パターンを変えることができる。すなわち、これによってプラズマを制御することが可能となる。
【００１５】
他方、図６（上）と図６（下）に示すように、このプラズマに磁石２２のS極を近づけると、電子と正イオンはＮ極の場合と大きさが等しく方向が逆向きの力−Ｆを受ける。
この場合においても、Ｎ極の場合と同様に磁石の強度やプラズマと磁石の距離を変えることにより、プラズマの強度、分布、形状、パターンを変えることができ、プラズマを制御できる。
【００１６】
図７は、トライボプラズマに及ぼす磁場強度効果を調べるためのトライボプラズマ撮像装置２４である。ピン摺動子２と回転ディスク３の摩擦接触点の隙間に発生するプラズマ４に磁石２２のＮ極の磁場を近づけ、プラズマ４から放射されるプラズマのフォトン像を光学顕微鏡（ＯＭ）２５により拡大し、ＩＣＣＤカメラ２６にて二次元像として検出し、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２７により画像化する。
この際、カメラは摩擦接触点から放出される光を検出できるものであればＩＣＣＤに限られることはなく、どのようなカメラでも良い。
摩擦面から放出される光に紫外光が含まれている場合には、光学顕微鏡２５のレンズ系には紫外光を透過可能なサファイヤ、石英、フッ化カルシウムなどの材質でできたレンズを用いる。
紫外光像、可視光像、赤外光像などを計測する場合にはこれらの光を透過可能なフィルター２８を光学顕微鏡２５とカメラ２６の間に挿入することにより可能となる。また、紫外光が放出されている場合には回転ディスクには紫外光を透過可能な石英やサファイヤなどの材質を用いる必要がある。
【００１７】
図８は、磁石のＮ極からの距離と磁界の強さとの関係の一例である。磁場強度はこのように大きな距離依存性があるので、磁場印加による磁場制御を効率よく行うことができる。
図９はプラズマのフォトン像に及ぼす磁場によるLoreｎtz力の影響を示したものである。図中、左側の４種の図ａ），ｂ），ｃ），ｄ）は、ピン摺動子に先端半径２ｍｍのダイヤモンドピンを回転する厚さ１ｍｍのサファイヤディスクに摺動速度４２０ｍｍ/s、垂直力９４０ｍＮで、大気中にて押し付けた際の、光照射下の接触点の光学顕微鏡写真ａ）、暗黒中でピンの後方（ディスクの回転方向、Ｖ）に発生したプラズマを図７のプラズマ撮像装置で計測したプラズマからの総フォトン平面像ｂ）、紫外（ＵＶ）フォトン像ｃ）、可視フォトン像ｄ）である。
【００１８】
これらの図において、プラズマが接触点の後方に尾を引いてリング状に発生していることが分かる。図９ｅ）は、図９ａ）と同様に光照射下で撮影したピンとディスクの接触点の光学顕微鏡写真である。
図９ｆ、図９ｇ、図９ｈは、それぞれ、図９ｂ、図９ｃ、図９ｄのプラズマに、図８の特性を持つ磁石のＮ極を接触点の中心より２．３ｍｍの距離まで近づけたときに得られたプラズマ平面像である。
総フォトン、ＵＶフォトン、可視フォトンのいずれの場合にも、磁石に近い方のほぼ半分のプラズマが消失しているのが分かる。これは、上述した磁石の磁界ＢによるLoreｎtz力Ｆを受けて、磁石に近い方（図の下方）に存在してプラズマを構成していた電子と正イオンがLoreｎtz力Ｆの方向、すなわち、ピンの後方（ディスクの回転方向）に向けてプラズマ中より除去されたためである。
【００１９】
この技術により、トライボプラズマによるＣＶＤ、ＰＶＤなどのコーティング技術において、プラズマを制御することによりコーティング範囲を制御することができる。また、磁石の強度を調節することにより、コーティング厚さを制御することもできる。
さらに、これらのプラズマ制御技術を用いて、摩擦接触点や機械潤滑面に存在する潤滑油のプラズマによる分解劣化抑制することができる。
なお、大気中においては、プラズマは空気中の、窒素分子の放電の結果放出されるＵＶフォトンを主として放出するので、図９（ｂ）のように明瞭にプラズマのＵＶフォトン像を計測することができる。
このプラズマに磁石のＳ極を近づけると、図９と同様に電子と正イオンは磁場ＢによるLoreｎtz力−Ｆを受けて、プラズマ中より−Ｆの方向に除去され、プラズマを弱めたり、又は部分的に除去したりすることができる。
磁石を複数個近づけることにより、プラズマの形状を任意に変えたり、プラズマ強度分布任意に変えたりすることも可能である。
【００２０】
図１０は、プラズマ制御型ピン・ディスク用トライボプラズマコーティング装置の一例である。トライボプラズマコーティング装置内において、ピンとディスクの接触部の隙間に発生したプラズマに、磁石２２のＮ極またはＳ極を近づけてプラズマの形状や強度を制御し、コーティング膜の生成範囲や膜厚分布を任意に変えることができる。
図１１と図１２に、トライボプラズマ制御型のすべり軸受用トライボプラズマコーティング装置２９と歯車用トライボプラズマコーティング装置の一例を示す。ピン・ディスクの場合と同様に、コーティング装置の内部において、トライボプラズマに磁石を近づけてコーティング範囲や膜厚分布を制御する。
【００２１】
［磁場によるトライボプラズマ強化装置およびその方法］
上記の通り、周囲に磁石を交互に反対向きに置くことによりプラズマを閉じ込めることができることが知られている（非特許文献１参照）。本発明においてはこの原理をさらに発展的に応用して、トライボプラズマを閉じ込め、プラズマを強化又は平均化することができる。
図１３は、磁場によるトライボプラズマ閉じ込め型ピン・ディスク用トライボプラズマ制御装置である。図１３（上）は本装置の側面図（図１３（下）のＢ−Ｂ´断面図）、図１３（下）はその平面図である。
図１３に示すように、ピン２とディスク３の接触点の隙間に発生したプラズマを取り囲むように、磁石のＮ極とＳ極を交互に並べることにより、トライボプラズマを閉じ込めることができる。
【００２２】
磁石の磁界は、前記図８に示すように距離の増大につれて急速に低下する。そこで、適当な距離に磁石を設置することにより、磁力線を図１３（下）に示した磁力線より分かるように、磁石の表面近傍に局在化させ、トライボプラズマの内部には磁場が存在しないようにすることが可能である。
図１３（下）に示すように、磁力線は磁石とＮ極とＳ極の間では方位角方向に向かい、磁石Ｎ極とＳ極の中心部分では半径方向に進む。プラズマの中心から磁石のＮ極、Ｓ極の方位方向に進む電子は磁気ミラー効果により反射され、一方、その他の磁力線が方位角方向に向かう場所では、電子は磁力線に垂直に向かうことによりLoreｎtz力を受けて半径方向への拡散は非常に抑えられる。
これらの結果、プラズマ中の電子の損失が減少し、プラズマ密度が高められるとともに、プラズマ分布も均一化される。このプラズマによる閉じ込め効果は、気体の圧力が小さいほど顕著に現れることが知られているので、低気体圧力下において、より効果的である。
本発明はこのようにトライボプラズマを取り囲むようにＮ極とＳ極を交互に並べることによりプラズマを強化し、さらに均一化させる装置及びその方法を提供するものである。
【００２３】
図１４は、磁場閉じ込め型ピン・ディスク用トライボプラズマコーティング装置の一例である。トライボプラズマコーティング装置内においてトライボプラズマを取り囲むように磁石２２のＮ極とＳ極を交互に並べて配置することによりプラズマを強化し、さらに均一化することができ、コーティングを効果的に行うことができる。
【００２４】
［電場によるトライボプラズマ制御装置及びその方法］
図１５と図１６は、トライボプラズマ中の電子と正イオンに、正電場と負電場をそれぞれ加えることにより、これらの荷電粒子に引力、斥力を加えて、これらをプラズマ中より外部に移動させることにより、プラズマの密度、分布、形状、パターンを制御する装置の原理を説明する図である。
また、図１７と図１８は、それぞれトライボプラズマ中の電子、正イオンに及ぼす正電場と負電場の影響についての説明図である。
図１７に示すように、ピン２とディスク３の隙間２３に発生したプラズマに、正電極２８を近づけることにより、図１７に示すようにプラズマ中の電子と正イオンはそれぞれ、正電極から引力と斥力を受けプラズマの外へ除去される。
【００２５】
また、図１６に示すように、プラズマに負電極２９を近づけた場合には、図１８に示すように、電子と正イオンはそれぞれ、斥力と引力を受けてプラズマより除去される。このようにして、電極の強さと電極とプラズマの距離を調整することにより、プラズマの強度、形状等を制御することができる。
図１０、図１１、図１２における磁石の磁極の代わりに、電極を設置することにより電場を用いたプラズマ制御型のピン・ディスク用、すべり軸受用、歯車用トライボプラズマコーティング装置及びその方法を提供することができる。
図１９に示すように、トライボプラズマの両端に正極と負極を配置すれば、より効率よくプラズマを制御できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、トライボプラズマに磁場及び又は電場を加えることにより摩擦接触点や機械の摺動面に発生するトライボプラズマの強度、分布などを制御できるという優れた効果を有し、また機械の摺動面の、その場で発生するトライボプラズマを制御して、耐食性皮膜、耐摩耗性皮膜、潤滑性皮膜等を、ＰＶＤやＣＶＤコーティング法により効率良く被覆できるという効果が得られるので、機械産業、潤滑剤産業、ドライメッキ産業、薄膜コーティング産業又はプリンター産業をはじめとする摩擦や摺動など、二面の相対運動を伴う摺動部分にトライボマイクロプラズマが発生するあらゆる機器を扱う産業分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ピンディスク（摺動体と回転体）接触型トライボマイクロプラズマコーティング装置の説明図である。
【図２】コーティング膜を形成する際のトライボマイクロプラズマ発生領域を示す説明図である。
【図３】Ｎ極を用いた場合の、磁場印加によるプラズマ制御装置の原理を説明する概略説明図である。
【図４】Ｓ極を用いた場合の、磁場印加によるプラズマ制御装置の原理を説明する概略説明図である。
【図５】Ｎ極を用いた場合の、磁束密度Ｂ、電子の速度Ｖ１、正イオンの速度Ｖ２、Loreｎtz力Ｆの関係を示す説明図である。
【図６】Ｓ極を用いた場合の、磁束密度Ｂ、電子の速度Ｖ１、正イオンの速度Ｖ２、Loreｎtz力Ｆの関係を示す説明図である。
【図７】磁界の影響を調べるためのトライボプラズマ撮像装置の例を示す説明図である。
【図８】磁界の強さと距離の関係を示す図である。
【図９】プラズマの総フォトン像ｂ）、ｆ）、ＵＶフォトン像ｃ）、ｇ）、可視フォトン像ｄ）、ｈ）に及ぼすLoreｎtz力の影響を示す図である。
【図１０】プラズマ制御型ピン・ディスク用トライボプラズマコーティング装置の概略説明図である。
【図１１】プラズマ制御型すべり軸受用トライボプラズマコーティング装置の概略説明図である。
【図１２】プラズマ制御型歯車用トライボプラズマコーティング装置の概略説明図である。
【図１３】磁場によるプラズマ閉じ込め型ピン・ディスク用トライボプラズマ制御装置の説明図であり、側面図（上図：ＢＢ断面図）と平面図（下図）を示す。
【図１４】磁場によるプラズマ閉じ込め型ピン・ディスク用トライボプラズマコーティング装置の説明図であり、側面図（上図：ＢＢ断面図）と平面図（下図）を示す。
【図１５】＋極を用いた電場印加によるトライボプラズマ制御装置の説明図である。
【図１６】−極を用いた電場印加によるトライボプラズマ制御装置の説明図である。
【図１７】プラズマ中の電子、正イオンに及ぼす正電場の影響を示す説明図である。
【図１８】プラズマ中の電子、正イオンに及ぼす負電場の影響を示す説明図である。
【図１９】プラズマ中の電子、正イオンに及ぼす正・負電場の影響を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：ピンディスク接触型トライボマイクロプラズマコーティング装置
２：ピン摺動子、  ３：回転ディスク
４：トライボマイクロプラズマ、  ５：反応性ガス
６：パイプ、  ７：真空槽、  ８：バルブ
９：ターボ分子ポンプ、  １０：ロータリーポンプ
１１：ガス圧力計、１２：可変リークバルブ
１３：負荷機構、  １４：回転機構、  １５：摺動子移動機構
１６、１７：ＣＶＤコーティング膜
１８、１９：プラズマ発生領域
２０：摩擦トラック、  ２１：プラズマ制御装置、  ２２：磁石
２３：隙間、２４：トライボプラズマ撮像装置、２５：光学顕微鏡（ＯＭ）
２６：ＩＣＣＤカメラ、２７：パーソナルコンピュータ、２８：フィルター
２９：すべり軸受用トライボプラズマコーティング装置
３０：＋極、３１：−極
【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】
2005149825.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2005149825.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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