摺動部材
【課題】相手部材の材質によらずに、その相手部材の摩耗を抑制することができる摺動部材を提供すること。
【解決手段】摺動部材１００は、鋼材などを用いて形成された基材２００と、基材２００の表面を被覆するＦｅ−ＤＬＣ膜３００とを備えている。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、摺動部材１００の摺動面１０１の少なくとも一部を形成し、相手部材４００の表面と摺動する。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、Ｆｅが添加されたＤＬＣからなる堆積膜である。この実施形態では、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００におけるＦｅの濃度はたとえば約３ａｔ．％である。相手部材４００は、非鉄系の軟質材料（たとえばＣｕ材料など）を用いて形成されている。
【解決手段】摺動部材１００は、鋼材などを用いて形成された基材２００と、基材２００の表面を被覆するＦｅ−ＤＬＣ膜３００とを備えている。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、摺動部材１００の摺動面１０１の少なくとも一部を形成し、相手部材４００の表面と摺動する。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、Ｆｅが添加されたＤＬＣからなる堆積膜である。この実施形態では、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００におけるＦｅの濃度はたとえば約３ａｔ．％である。相手部材４００は、非鉄系の軟質材料（たとえばＣｕ材料など）を用いて形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、自動車の燃費を低減させるために、自動車に搭載される摺動部材の摺動抵抗の低減が求められている。そのため、摺動部材の摺動面を、耐摩耗性（高硬度性）および潤滑性を有するＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜で被覆する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５１１７号公報
【特許文献２】特開平０６−２１２４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＬＣ膜は対摩耗性に優れるが、その反面、高い相手攻撃性を有している。そのため、相手部材が軟質材料を用いて形成されていると、相手部材が過剰に摩耗されるおそれがある。したがって、鋼材など耐摩耗性に優れた材質のものを相手部材として採用する場合にしか、摺動部材にＤＬＣ膜を用いることができない。
そこで、この発明の目的は、相手部材の材質によらずに、その相手部材の摩耗を抑制することができる摺動部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、相手部材（４００）と摺動する摺動面（１０１；１０１Ａ）を有し、その摺動面の少なくとも一部がＤＬＣ膜（３００；３００Ａ）によって形成された摺動部材（１００；１００Ａ）であって、前記ＤＬＣ膜には、Ｆｅおよび／またはＣｏが添加されている、摺動部材である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
【０００６】
この構成によれば、摺動部材の摺動面の少なくとも一部が、Ｆｅ（鉄）および／またはＣｏ（コバルト）が添加されたＤＬＣ膜によって覆われている。かかるＤＬＣ膜と相手部材の表面とが摺動すると、相手部材の表面に移着膜が生成し、当該表面が移着膜で覆われるようになる。言い換えれば、当該表面が移着膜によって保護される。
ＤＬＣ膜の相手攻撃性は比較的高いが、相手部材の表面が移着膜によって保護されるので、ＤＬＣ膜と相手部材の表面とが摺動しても、相手部材の摩耗が抑制される。これにより、相手部材の材質によらずに、その相手部材の摩耗を抑制することができる。
【０００７】
前記相手部材は、Ｃｕ（銅）材料、Ａｌ（アルミニウム）材料または黄銅材料を用いて形成されているか、あるいは高分子材料を用いて形成されていてもよい。これら非鉄系金属や高分子材料からなる相手部材と摺動しても、その相手部材の摩耗を抑制することができる。
請求項２に記載のように、前記ＤＬＣ膜（３００Ａ）が、複数のＤＬＣ層（５００，５０１）を積層した積層構造を有しており、少なくとも最表のＤＬＣ層（５００）には、Ｆｅおよび／またはＣｏが添加されていてもよい。
【０００８】
この構成によれば、ＤＬＣ膜が積層構造を有しているので、ＤＬＣ膜全体の基材に対する密着性は良好になる。また、最表のＤＬＣ層にＦｅおよび／またはＣｏが添加されているので、相手部材の摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る摺動部材の表層部分の断面図である。
【図２】図１に示す摺動部材の摺動面をなすＦｅ−ＤＬＣ膜の作製に用いられるＣＶＤ装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】摩擦摩耗試験を簡略して説明するための図である。
【図４】摩擦摩耗試験における平均摩擦係数を示すグラフである。
【図５】実施例に対して行った試験１の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図６】比較例に対して行った試験１の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図７】実施例に対して行った試験２の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図８】比較例に対して行った試験２の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図９】実施例に対して行った試験３の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図１０】比較例に対して行った試験３の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図１１】実施例に対して行った試験３の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図１２】比較例に対して行った試験３の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る摺動部材の表層部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る摺動部材１００の表層部分の断面図である。摺動部材１００は、基材２００と、基材２００の表面を被覆するＦｅ−ＤＬＣ膜３００とを備えている。基材２００は、工具鋼、炭素鋼、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼などの鋼材を用いて形成されている。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、摺動部材１００の摺動面１０１（言い換えれば最表面）の少なくとも一部を形成し、相手部材４００の表面（図１に示す下面）と摺動する。
【００１１】
相手部材４００は、非鉄系の軟質材料（たとえばＣｕ材料、Ａｌ材料、黄銅材料など）を用いて形成されている。また、相手部材４００が、非鉄系の軟質材料ではなく、高分子材料（たとえばＰＯＭ（ポリアセタール））を用いて形成されていてもよい。
摺動部材１００の一例として、ステアリング装置の歯車（ウォームなど。歯面にＦｅ−ＤＬＣ膜を形成）、摩擦クラッチのクラッチプレート、軸受の内外面（軌道面にＦｅ−ＤＬＣ膜を形成）もしく保持器の内周面、プロペラシャフト（駆動軸、雄スプライン部および雌スプライン部の少なくとも１つにＦｅ−ＤＬＣ膜を形成）などを例示することができる。
【００１２】
Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、Ｆｅが添加されたＤＬＣからなる。この実施形態では、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００におけるＦｅの濃度はたとえば約３ａｔ．％である。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、たとえば、直流パルスプラズマＣＶＤ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて作製されている。直流パルスプラズマＣＶＤ法では、基材２００に対して電圧が断続的に印加される。
【００１３】
図２は、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００の作製に用いられるＣＶＤ装置１の構成を模式的に示す図である。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２００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。
【００１４】
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、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、全体が銅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２００は、支持プレート９上に載置される。
【００１５】
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されると、隔壁２と基台５との間に電位差が生じる。
【００１６】
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、たとえば、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。原料ガスとしては、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）、トルエン（Ｃ７Ｈ８）などの炭酸水素系ガスや、フェロセン（Ｃ１０Ｈ１０Ｆｅ）などが用いられる。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。
【００１７】
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１５、第２開閉バルブ１６、および第３開閉バルブ１９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１５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、たと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、油によってロータ、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の減少を図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。
【００１８】
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１５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１６、第２ポンプ１８、および第３開閉バルブ１９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、たと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。
【００１９】
処理室３内の気体は、第１ポンプ１７および第２ポンプ１８によって処理室３から排出される。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００を作製するときには、基材２００が支持プレート９上に載置された状態で処理室３内を排気し、かつ原料ガスを処理室３内に継続的に導入して処理室３内を所定の低圧（たとえば１００Ｐａ〜４００Ｐａ程度）に維持しながら、電源８をオンし、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台５側、すなわち基材２００の表面に引き付けられる。そして、基材２００の表面にＦｅ成分を含むＤＬＣが堆積し、これによりＦｅ−ＤＬＣ膜３００が形成される。
【００２０】
また、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、たとえば、直流パルスプラズマＣＶＤ法ではなく、他のプラズマＣＶＤ法（直流プラズマＣＶＤ法や高周波プラズマＣＶＤ法）を用いて作製することもできる。
さらに、イオンビームスパッタ法を用いて、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００を形成することもできる。この場合、ターゲットとして、グラファイトおよび鉄粉を混合したものを用いる。イオン銃（イオン発生器で発生したイオンを加速し放出する装置）から、ターゲットに向けて放出された窒素イオンは、ターゲットを照射し、ターゲットに含まれるグラファイトの粒子および鉄の粒子を弾き飛ばす。弾き飛ばされたグラファイトの粒子および鉄の粒子が基材２００の表面に衝突して付着し、膜が形成される。
【００２１】
また、イオンビームスパッタ法に代えて、ＤＣ（直流）スパッタ法や、ＲＦ（高周波）スパッタ法、マグネトロンスパッタ法を採用することもできる。
次に、実施例および比較例について説明する。
イオンビームスパッタ法を用いて、基板２０１の表面に、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００およびＤＬＣ膜を作製した。基板２０１は、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４１５）製のもの（３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍ、触針式の表面粗さ測定に基づく算術平均粗さＲａが０．０１μｍ）を用いた。加速電圧１ｋＶ、マイクロ波０．４ｋＷの窒素イオンビームを用いてイオンビームスパッタ法により０．５μｍの膜厚を有するＤＬＣ膜が、基板２０１上に作製された。基板２０１の表面にＦｅ−ＤＬＣ膜３００を設けたものを実施例とし、基板２０１の表面に、Ｆｅが添加されていないＤＬＣ膜を設けたものを比較例とする。
【実施例】
【００２２】
実施例のＦｅ−ＤＬＣ膜３００にはＦｅが３．０９（ａｔ．％）添加されている。より詳しくは、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００の膜組成比は、Ｃ：Ｏ：Ｆe：Ａr＝９２．６７：３．１９：３．０９：１．０５である。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００の作製には、ターゲットとして、グラファイトおよび鉄粉を混合したものを用いた。なお、そのため、膜中の鉄の状態は、金属鉄（Ｆｅ）および酸化鉄（ＦｅＯ，Ｆｅ２Ｏ３）が混在した状態であると考えることができる。
【比較例】
【００２３】
比較例のＤＬＣ膜におけるＦｅの添加量はほぼ零である。より詳しくは、ＤＬＣ膜の膜組成比は、Ｃ：Ｏ：Ｆe：Ａr＝９６．９７：０．６４：０．０１：２．３９である。ＤＬＣ膜の作製には、ターゲットとしてグラファイトを用いた。
なお、実施例および比較例のＤＬＣ膜にそれぞれ含まれる若干量のＡｒ（アルゴン）は、測定前において実施された、Ａｒを用いたクリーニングの際に混入したと考えられる。次に、摩擦摩耗試験について説明する。
【００２４】
図３は、摩擦摩耗試験を簡略して説明するための図である。試験装置としてボールオンプレート往復動摩擦係数試験機を用いた。この摩擦摩耗試験では、各基板２０１（Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００が設けられた実施例の基板２０１、およびＤＬＣ膜が形成された比較例の基板２０１）が試験片として用いられる。また、直径５ｍｍの試験球６０１，６０２，６０３，６０４が、実施例の基板２０１または比較例の基板２０１と摩擦係合（摺動）する相手部材として用いられる。実施例の基板２０１または比較例の基板２０１をセットした後、速度１Ｈｚ、ストローク１０ｍｍおよび荷重１Ｎの試験条件で、無潤滑下で６０分間の摩擦摩耗試験を行った。摩擦摩耗試験中は、１秒間に１０００プロットの割合で摩擦係数の測定を行った。
【００２５】
＜試験１＞
試験球として、Ｃｕ（銅）を用いて形成された試験球６０１を用いた。
＜試験２＞
試験球として、Ａｌ（アルミニウム）を用いて形成された試験球６０２を用いた。
＜試験３＞
試験球として、黄銅（Ｂｒａｓｓ）を用いて形成された試験球６０３を用いた。
【００２６】
＜試験４＞
試験球として、ＰＯＭ（ポリアセタール）を用いて形成された試験球６０４を用いた。
次に、実施例のＦｅ−ＤＬＣ膜３００の摩擦磨耗特性、および比較例のＤＬＣ膜の摩擦磨耗特性について説明する。図４は、摩擦摩耗試験における平均摩擦係数（測定した摩擦係数の平均値）を示すグラフである。
【００２７】
試験１、試験２および試験４において、実施例の平均摩擦係数と比較例の平均摩擦係数とは、それぞれ近似していた。また、試験１、試験２および試験４における平均摩擦係数の値も、０．１０〜０．２１の範囲内であり、良好であると言える。すなわち、試験１、試験２および試験４では、実施例のＦｅ−ＤＬＣ膜３００と比較例のＤＬＣ膜との間で、摩擦係数にほとんど差が生じていない。したがって、鉄添加の有無によってＤＬＣ膜の摩擦係数にほとんど差が認められないことがわかる。
【００２８】
一方、試験３では、実施例の平均摩擦係数と、比較例の平均摩擦係数とは若干乖離している（実施例の平均摩擦係数が比較例の平均摩擦係数よりも高い）が、両者の差はそれほど大きくはないので、特段の問題はないと言える。また、試験３における実施例の平均摩擦係数が、約０．２９と、他の実施例や他の比較例の平均摩擦係数と比べて高いが、許容値（０．３）以内であるので、特段の問題はないと言える。
【００２９】
また、摩擦摩耗試験後の各試験球６００表面には摩擦痕が形成されている。この摩擦痕を、光学顕微鏡を用いて観察し、摩擦評価を行った。
図５〜図１２は、実施例および比較例に対してそれぞれ行った摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。図５および図６では、摩擦摩耗試験として試験１が採用され、図７および図８では、摩擦摩耗試験として試験２が採用されている。図９および図１０では、摩擦摩耗試験として試験３が採用され、図１１および図１２では、摩擦摩耗試験として試験４が採用されている。また、図５、図７、図９および図１１にはそれぞれ実施例のＦｅ−ＤＬＣ膜３００の光学顕微鏡写真の図および比較例のＤＬＣ膜の光学顕微鏡写真の図を示し、図６、図８、図１０および図１２にはそれぞれ比較例の光学顕微鏡写真の図を示す。図５〜図１２では、摩擦摩耗試験による摩耗痕を、それぞれ白抜きの破線で囲って示している。
【００３０】
図５と図６とを比較すると、図５に示す試験球６０１表面の摩耗痕は、図６に示す試験球６０１表面の摩耗痕よりも著しく小さい。これにより、実施例に対して摩擦摩耗試験を行ったときは、比較例に対して摩擦摩耗試験を行ったときと比べて、Ｃｕを材質とする試験球６０１表面の摩耗量が大幅に少なかったことがわかる。
また、図７と図８とを比較すると、図７に示す試験球６０２表面の摩耗痕が、図８に示す試験球６０２表面の摩耗痕よりも小さい。これにより、実施例に対して摩擦摩耗試験を行ったときは、比較例に対して摩擦摩耗試験を行ったときと比べて、Ａｌを材質とする試験球６０２表面の摩耗量が少なかったことがわかる。
【００３１】
さらに、図９と図１０とを比較すると、図９に示す試験球６０３表面の摩耗痕が、図１０に示す試験球６０３表面の摩耗痕よりも著しく小さい。これにより、実施例に対して摩擦摩耗試験を行ったときは、比較例に対して摩擦摩耗試験を行ったときと比べて、黄銅を材質とする試験球６０３表面の摩耗量が大幅に少なかったことがわかる。
さらにまた、図１１と図１２とを比較すると、図１１に示す試験球６０４表面の摩耗痕（図中破線で囲まれた領域）が、図１２に示す試験球６０４表面の摩耗痕よりもやや小さい。これにより、実施例に対して摩擦摩耗試験を行ったときは、比較例に対して摩擦摩耗試験を行ったときと比べて、ＰＯＭを材質とする試験球６０４表面の摩耗量がやや少なかったことがわかる。
【００３２】
また、実施例に対して摩擦摩耗試験を行った場合には、各試験球６０１〜６０４表面（図５、図７、図９および図１１参照）におけるＦｅ−ＤＬＣ膜３００との接触部分に、いずれも移着膜の付着が確認された。この移着膜は、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００に含まれる鉄成分が触媒として機能し、これにより生成されたものと推察することができる。そして、この移着膜によって試験球６０１〜６０４表面が保護され、試験球６０１〜６０４表面の摩耗が抑制されたと考えることができる。
【００３３】
一方、比較例に対して摩擦摩耗試験を行った場合、試験球６０１〜６０４表面におけるＤＬＣ膜との接触部分は平滑になっているものの、移着膜はほとんど認められなかった。
以上によりこの実施形態では、摺動部材１００の摺動面１０１の少なくとも一部が、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００によって覆われている。このとき、摺動面１０１が相手部材４００の表面と摺動すると、当該表面が移着膜で覆われるようになる。相手部材４００の表面が移着膜によって保護されているので、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００と相手部材４００の表面とが摺動しても、相手部材４００の摩耗が抑制される。これにより、相手部材４００の材質によらずに、その相手部材４００の摩耗を抑制することができる。
【００３４】
図１３は、本発明の他の実施形態に係る摺動部材１００Ａの表層部分の断面図である。図１３に示す摺動部材１００Ａが、図１に示す摺動部材１００と相違する点は、ＤＬＣ膜３００Ａが複数の層（Ｆｅ−ＤＬＣ層（ＤＬＣ層）５００）およびＤＬＣ層５０１を積層した積層構造を有する点である。すなわち、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００Ａは、摺動部材１００Ａの摺動面１０１Ａ（言い換えれば最表面）の少なくとも一部を形成し、相手部材４００の表面（図１３に示す下面）と摺動する。そして、少なくとも最表層にはＦｅ−ＤＬＣ層５００が配置されている。Ｆｅ−ＤＬＣ層５００には、図１に示すＤＬＣ膜３００と同様、Ｆｅがたとえば約３ａｔ．％の濃度で添加されている。下層であるＤＬＣ層５０１には、Ｆｅは添加されていない。なお、
この図１３に示す実施形態では、原料となるＦｅの使用量を抑制しつつ、その相手部材４００の摩耗を抑制することができる。図１３では、一例として２層構造のＤＬＣ膜３００Ａを示しているが、３層以上の積層構造（多層構造）を有するＤＬＣ膜であってもよい。
【００３５】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態を用いて実施することもできる。
たとえば、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００およびＦｅ−ＤＬＣ層５００のＦｅ濃度を、約３ａｔ．％であるとして説明したが、Ｆｅ−ＤＬＣ層５００のＦｅ濃度は、０ａｔ．％を超え〜５０ａｔ．％の範囲内であればよい。
【００３６】
また、図１３に示す実施形態において、Ｆｅ−ＤＬＣ層５００の下層であるＤＬＣ層５０１に、Ｆｅが所定の濃度で添加されていてもよい。この場合、ＤＬＣ層５０１のＦｅ濃度がＦｅ−ＤＬＣ層５００のＦｅ濃度よりも低濃度であることが望ましい。さらに、ＤＬＣ層５０１には、Ｆｅに代えて／Ｆｅとともに、Ｓｉ（ケイ素）が添加されていてもよい。
【００３７】
前述の各実施形態では、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００やＦｅ−ＤＬＣ層５００を例に挙げて説明したが、これらに代えて、Ｃｏが添加されたＤＬＣからなるＣｏ−ＤＬＣ膜またはＣｏ−ＤＬＣ層を配置してもよい。また、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００やＦｅ−ＤＬＣ層５００に代えて、ＦｅとＣｏとの双方が添加されたＦｅ−Ｃｏ−ＤＬＣ膜またはＦｅ−Ｃｏ−ＤＬＣ層を配置してもよい。この場合にも、摺動相手の相手部材４００の表面に移着膜が形成される。
【００３８】
また、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００と基材２００との間に中間層が介在されていてもよい。この中間層として、ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＮなどの金属窒化物、ＴｉＣなどの金属炭化物、およびＴｉＣＮなどの金属炭窒化物を例示することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１００…摺動部材、１００Ａ…摺動部材、１０１…摺動面、１０１Ａ…摺動面、３００…ＤＬＣ膜、３００Ａ…ＤＬＣ膜、４００…相手部材、５００…Ｆｅ−ＤＬＣ層（ＤＬＣ層）、５０１…Ｆｅ−ＤＬＣ層（ＤＬＣ層）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、自動車の燃費を低減させるために、自動車に搭載される摺動部材の摺動抵抗の低減が求められている。そのため、摺動部材の摺動面を、耐摩耗性（高硬度性）および潤滑性を有するＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜で被覆する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５１１７号公報
【特許文献２】特開平０６−２１２４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＬＣ膜は対摩耗性に優れるが、その反面、高い相手攻撃性を有している。そのため、相手部材が軟質材料を用いて形成されていると、相手部材が過剰に摩耗されるおそれがある。したがって、鋼材など耐摩耗性に優れた材質のものを相手部材として採用する場合にしか、摺動部材にＤＬＣ膜を用いることができない。
そこで、この発明の目的は、相手部材の材質によらずに、その相手部材の摩耗を抑制することができる摺動部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、相手部材（４００）と摺動する摺動面（１０１；１０１Ａ）を有し、その摺動面の少なくとも一部がＤＬＣ膜（３００；３００Ａ）によって形成された摺動部材（１００；１００Ａ）であって、前記ＤＬＣ膜には、Ｆｅおよび／またはＣｏが添加されている、摺動部材である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
【０００６】
この構成によれば、摺動部材の摺動面の少なくとも一部が、Ｆｅ（鉄）および／またはＣｏ（コバルト）が添加されたＤＬＣ膜によって覆われている。かかるＤＬＣ膜と相手部材の表面とが摺動すると、相手部材の表面に移着膜が生成し、当該表面が移着膜で覆われるようになる。言い換えれば、当該表面が移着膜によって保護される。
ＤＬＣ膜の相手攻撃性は比較的高いが、相手部材の表面が移着膜によって保護されるので、ＤＬＣ膜と相手部材の表面とが摺動しても、相手部材の摩耗が抑制される。これにより、相手部材の材質によらずに、その相手部材の摩耗を抑制することができる。
【０００７】
前記相手部材は、Ｃｕ（銅）材料、Ａｌ（アルミニウム）材料または黄銅材料を用いて形成されているか、あるいは高分子材料を用いて形成されていてもよい。これら非鉄系金属や高分子材料からなる相手部材と摺動しても、その相手部材の摩耗を抑制することができる。
請求項２に記載のように、前記ＤＬＣ膜（３００Ａ）が、複数のＤＬＣ層（５００，５０１）を積層した積層構造を有しており、少なくとも最表のＤＬＣ層（５００）には、Ｆｅおよび／またはＣｏが添加されていてもよい。
【０００８】
この構成によれば、ＤＬＣ膜が積層構造を有しているので、ＤＬＣ膜全体の基材に対する密着性は良好になる。また、最表のＤＬＣ層にＦｅおよび／またはＣｏが添加されているので、相手部材の摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る摺動部材の表層部分の断面図である。
【図２】図１に示す摺動部材の摺動面をなすＦｅ−ＤＬＣ膜の作製に用いられるＣＶＤ装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】摩擦摩耗試験を簡略して説明するための図である。
【図４】摩擦摩耗試験における平均摩擦係数を示すグラフである。
【図５】実施例に対して行った試験１の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図６】比較例に対して行った試験１の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図７】実施例に対して行った試験２の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図８】比較例に対して行った試験２の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図９】実施例に対して行った試験３の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図１０】比較例に対して行った試験３の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図１１】実施例に対して行った試験３の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図１２】比較例に対して行った試験３の摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る摺動部材の表層部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る摺動部材１００の表層部分の断面図である。摺動部材１００は、基材２００と、基材２００の表面を被覆するＦｅ−ＤＬＣ膜３００とを備えている。基材２００は、工具鋼、炭素鋼、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼などの鋼材を用いて形成されている。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、摺動部材１００の摺動面１０１（言い換えれば最表面）の少なくとも一部を形成し、相手部材４００の表面（図１に示す下面）と摺動する。
【００１１】
相手部材４００は、非鉄系の軟質材料（たとえばＣｕ材料、Ａｌ材料、黄銅材料など）を用いて形成されている。また、相手部材４００が、非鉄系の軟質材料ではなく、高分子材料（たとえばＰＯＭ（ポリアセタール））を用いて形成されていてもよい。
摺動部材１００の一例として、ステアリング装置の歯車（ウォームなど。歯面にＦｅ−ＤＬＣ膜を形成）、摩擦クラッチのクラッチプレート、軸受の内外面（軌道面にＦｅ−ＤＬＣ膜を形成）もしく保持器の内周面、プロペラシャフト（駆動軸、雄スプライン部および雌スプライン部の少なくとも１つにＦｅ−ＤＬＣ膜を形成）などを例示することができる。
【００１２】
Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、Ｆｅが添加されたＤＬＣからなる。この実施形態では、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００におけるＦｅの濃度はたとえば約３ａｔ．％である。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、たとえば、直流パルスプラズマＣＶＤ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて作製されている。直流パルスプラズマＣＶＤ法では、基材２００に対して電圧が断続的に印加される。
【００１３】
図２は、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００の作製に用いられるＣＶＤ装置１の構成を模式的に示す図である。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２００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。
【００１４】
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、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、全体が銅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２００は、支持プレート９上に載置される。
【００１５】
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されると、隔壁２と基台５との間に電位差が生じる。
【００１６】
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、たとえば、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。原料ガスとしては、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）、トルエン（Ｃ７Ｈ８）などの炭酸水素系ガスや、フェロセン（Ｃ１０Ｈ１０Ｆｅ）などが用いられる。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。
【００１７】
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１５、第２開閉バルブ１６、および第３開閉バルブ１９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１５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、たと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、油によってロータ、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の減少を図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。
【００１８】
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１５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１６、第２ポンプ１８、および第３開閉バルブ１９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、たと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。
【００１９】
処理室３内の気体は、第１ポンプ１７および第２ポンプ１８によって処理室３から排出される。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００を作製するときには、基材２００が支持プレート９上に載置された状態で処理室３内を排気し、かつ原料ガスを処理室３内に継続的に導入して処理室３内を所定の低圧（たとえば１００Ｐａ〜４００Ｐａ程度）に維持しながら、電源８をオンし、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台５側、すなわち基材２００の表面に引き付けられる。そして、基材２００の表面にＦｅ成分を含むＤＬＣが堆積し、これによりＦｅ−ＤＬＣ膜３００が形成される。
【００２０】
また、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００は、たとえば、直流パルスプラズマＣＶＤ法ではなく、他のプラズマＣＶＤ法（直流プラズマＣＶＤ法や高周波プラズマＣＶＤ法）を用いて作製することもできる。
さらに、イオンビームスパッタ法を用いて、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００を形成することもできる。この場合、ターゲットとして、グラファイトおよび鉄粉を混合したものを用いる。イオン銃（イオン発生器で発生したイオンを加速し放出する装置）から、ターゲットに向けて放出された窒素イオンは、ターゲットを照射し、ターゲットに含まれるグラファイトの粒子および鉄の粒子を弾き飛ばす。弾き飛ばされたグラファイトの粒子および鉄の粒子が基材２００の表面に衝突して付着し、膜が形成される。
【００２１】
また、イオンビームスパッタ法に代えて、ＤＣ（直流）スパッタ法や、ＲＦ（高周波）スパッタ法、マグネトロンスパッタ法を採用することもできる。
次に、実施例および比較例について説明する。
イオンビームスパッタ法を用いて、基板２０１の表面に、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００およびＤＬＣ膜を作製した。基板２０１は、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４１５）製のもの（３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍ、触針式の表面粗さ測定に基づく算術平均粗さＲａが０．０１μｍ）を用いた。加速電圧１ｋＶ、マイクロ波０．４ｋＷの窒素イオンビームを用いてイオンビームスパッタ法により０．５μｍの膜厚を有するＤＬＣ膜が、基板２０１上に作製された。基板２０１の表面にＦｅ−ＤＬＣ膜３００を設けたものを実施例とし、基板２０１の表面に、Ｆｅが添加されていないＤＬＣ膜を設けたものを比較例とする。
【実施例】
【００２２】
実施例のＦｅ−ＤＬＣ膜３００にはＦｅが３．０９（ａｔ．％）添加されている。より詳しくは、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００の膜組成比は、Ｃ：Ｏ：Ｆe：Ａr＝９２．６７：３．１９：３．０９：１．０５である。Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００の作製には、ターゲットとして、グラファイトおよび鉄粉を混合したものを用いた。なお、そのため、膜中の鉄の状態は、金属鉄（Ｆｅ）および酸化鉄（ＦｅＯ，Ｆｅ２Ｏ３）が混在した状態であると考えることができる。
【比較例】
【００２３】
比較例のＤＬＣ膜におけるＦｅの添加量はほぼ零である。より詳しくは、ＤＬＣ膜の膜組成比は、Ｃ：Ｏ：Ｆe：Ａr＝９６．９７：０．６４：０．０１：２．３９である。ＤＬＣ膜の作製には、ターゲットとしてグラファイトを用いた。
なお、実施例および比較例のＤＬＣ膜にそれぞれ含まれる若干量のＡｒ（アルゴン）は、測定前において実施された、Ａｒを用いたクリーニングの際に混入したと考えられる。次に、摩擦摩耗試験について説明する。
【００２４】
図３は、摩擦摩耗試験を簡略して説明するための図である。試験装置としてボールオンプレート往復動摩擦係数試験機を用いた。この摩擦摩耗試験では、各基板２０１（Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００が設けられた実施例の基板２０１、およびＤＬＣ膜が形成された比較例の基板２０１）が試験片として用いられる。また、直径５ｍｍの試験球６０１，６０２，６０３，６０４が、実施例の基板２０１または比較例の基板２０１と摩擦係合（摺動）する相手部材として用いられる。実施例の基板２０１または比較例の基板２０１をセットした後、速度１Ｈｚ、ストローク１０ｍｍおよび荷重１Ｎの試験条件で、無潤滑下で６０分間の摩擦摩耗試験を行った。摩擦摩耗試験中は、１秒間に１０００プロットの割合で摩擦係数の測定を行った。
【００２５】
＜試験１＞
試験球として、Ｃｕ（銅）を用いて形成された試験球６０１を用いた。
＜試験２＞
試験球として、Ａｌ（アルミニウム）を用いて形成された試験球６０２を用いた。
＜試験３＞
試験球として、黄銅（Ｂｒａｓｓ）を用いて形成された試験球６０３を用いた。
【００２６】
＜試験４＞
試験球として、ＰＯＭ（ポリアセタール）を用いて形成された試験球６０４を用いた。
次に、実施例のＦｅ−ＤＬＣ膜３００の摩擦磨耗特性、および比較例のＤＬＣ膜の摩擦磨耗特性について説明する。図４は、摩擦摩耗試験における平均摩擦係数（測定した摩擦係数の平均値）を示すグラフである。
【００２７】
試験１、試験２および試験４において、実施例の平均摩擦係数と比較例の平均摩擦係数とは、それぞれ近似していた。また、試験１、試験２および試験４における平均摩擦係数の値も、０．１０〜０．２１の範囲内であり、良好であると言える。すなわち、試験１、試験２および試験４では、実施例のＦｅ−ＤＬＣ膜３００と比較例のＤＬＣ膜との間で、摩擦係数にほとんど差が生じていない。したがって、鉄添加の有無によってＤＬＣ膜の摩擦係数にほとんど差が認められないことがわかる。
【００２８】
一方、試験３では、実施例の平均摩擦係数と、比較例の平均摩擦係数とは若干乖離している（実施例の平均摩擦係数が比較例の平均摩擦係数よりも高い）が、両者の差はそれほど大きくはないので、特段の問題はないと言える。また、試験３における実施例の平均摩擦係数が、約０．２９と、他の実施例や他の比較例の平均摩擦係数と比べて高いが、許容値（０．３）以内であるので、特段の問題はないと言える。
【００２９】
また、摩擦摩耗試験後の各試験球６００表面には摩擦痕が形成されている。この摩擦痕を、光学顕微鏡を用いて観察し、摩擦評価を行った。
図５〜図１２は、実施例および比較例に対してそれぞれ行った摩擦摩耗試験後における試験球表面の光学顕微鏡写真の図である。図５および図６では、摩擦摩耗試験として試験１が採用され、図７および図８では、摩擦摩耗試験として試験２が採用されている。図９および図１０では、摩擦摩耗試験として試験３が採用され、図１１および図１２では、摩擦摩耗試験として試験４が採用されている。また、図５、図７、図９および図１１にはそれぞれ実施例のＦｅ−ＤＬＣ膜３００の光学顕微鏡写真の図および比較例のＤＬＣ膜の光学顕微鏡写真の図を示し、図６、図８、図１０および図１２にはそれぞれ比較例の光学顕微鏡写真の図を示す。図５〜図１２では、摩擦摩耗試験による摩耗痕を、それぞれ白抜きの破線で囲って示している。
【００３０】
図５と図６とを比較すると、図５に示す試験球６０１表面の摩耗痕は、図６に示す試験球６０１表面の摩耗痕よりも著しく小さい。これにより、実施例に対して摩擦摩耗試験を行ったときは、比較例に対して摩擦摩耗試験を行ったときと比べて、Ｃｕを材質とする試験球６０１表面の摩耗量が大幅に少なかったことがわかる。
また、図７と図８とを比較すると、図７に示す試験球６０２表面の摩耗痕が、図８に示す試験球６０２表面の摩耗痕よりも小さい。これにより、実施例に対して摩擦摩耗試験を行ったときは、比較例に対して摩擦摩耗試験を行ったときと比べて、Ａｌを材質とする試験球６０２表面の摩耗量が少なかったことがわかる。
【００３１】
さらに、図９と図１０とを比較すると、図９に示す試験球６０３表面の摩耗痕が、図１０に示す試験球６０３表面の摩耗痕よりも著しく小さい。これにより、実施例に対して摩擦摩耗試験を行ったときは、比較例に対して摩擦摩耗試験を行ったときと比べて、黄銅を材質とする試験球６０３表面の摩耗量が大幅に少なかったことがわかる。
さらにまた、図１１と図１２とを比較すると、図１１に示す試験球６０４表面の摩耗痕（図中破線で囲まれた領域）が、図１２に示す試験球６０４表面の摩耗痕よりもやや小さい。これにより、実施例に対して摩擦摩耗試験を行ったときは、比較例に対して摩擦摩耗試験を行ったときと比べて、ＰＯＭを材質とする試験球６０４表面の摩耗量がやや少なかったことがわかる。
【００３２】
また、実施例に対して摩擦摩耗試験を行った場合には、各試験球６０１〜６０４表面（図５、図７、図９および図１１参照）におけるＦｅ−ＤＬＣ膜３００との接触部分に、いずれも移着膜の付着が確認された。この移着膜は、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００に含まれる鉄成分が触媒として機能し、これにより生成されたものと推察することができる。そして、この移着膜によって試験球６０１〜６０４表面が保護され、試験球６０１〜６０４表面の摩耗が抑制されたと考えることができる。
【００３３】
一方、比較例に対して摩擦摩耗試験を行った場合、試験球６０１〜６０４表面におけるＤＬＣ膜との接触部分は平滑になっているものの、移着膜はほとんど認められなかった。
以上によりこの実施形態では、摺動部材１００の摺動面１０１の少なくとも一部が、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００によって覆われている。このとき、摺動面１０１が相手部材４００の表面と摺動すると、当該表面が移着膜で覆われるようになる。相手部材４００の表面が移着膜によって保護されているので、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００と相手部材４００の表面とが摺動しても、相手部材４００の摩耗が抑制される。これにより、相手部材４００の材質によらずに、その相手部材４００の摩耗を抑制することができる。
【００３４】
図１３は、本発明の他の実施形態に係る摺動部材１００Ａの表層部分の断面図である。図１３に示す摺動部材１００Ａが、図１に示す摺動部材１００と相違する点は、ＤＬＣ膜３００Ａが複数の層（Ｆｅ−ＤＬＣ層（ＤＬＣ層）５００）およびＤＬＣ層５０１を積層した積層構造を有する点である。すなわち、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００Ａは、摺動部材１００Ａの摺動面１０１Ａ（言い換えれば最表面）の少なくとも一部を形成し、相手部材４００の表面（図１３に示す下面）と摺動する。そして、少なくとも最表層にはＦｅ−ＤＬＣ層５００が配置されている。Ｆｅ−ＤＬＣ層５００には、図１に示すＤＬＣ膜３００と同様、Ｆｅがたとえば約３ａｔ．％の濃度で添加されている。下層であるＤＬＣ層５０１には、Ｆｅは添加されていない。なお、
この図１３に示す実施形態では、原料となるＦｅの使用量を抑制しつつ、その相手部材４００の摩耗を抑制することができる。図１３では、一例として２層構造のＤＬＣ膜３００Ａを示しているが、３層以上の積層構造（多層構造）を有するＤＬＣ膜であってもよい。
【００３５】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態を用いて実施することもできる。
たとえば、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００およびＦｅ−ＤＬＣ層５００のＦｅ濃度を、約３ａｔ．％であるとして説明したが、Ｆｅ−ＤＬＣ層５００のＦｅ濃度は、０ａｔ．％を超え〜５０ａｔ．％の範囲内であればよい。
【００３６】
また、図１３に示す実施形態において、Ｆｅ−ＤＬＣ層５００の下層であるＤＬＣ層５０１に、Ｆｅが所定の濃度で添加されていてもよい。この場合、ＤＬＣ層５０１のＦｅ濃度がＦｅ−ＤＬＣ層５００のＦｅ濃度よりも低濃度であることが望ましい。さらに、ＤＬＣ層５０１には、Ｆｅに代えて／Ｆｅとともに、Ｓｉ（ケイ素）が添加されていてもよい。
【００３７】
前述の各実施形態では、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００やＦｅ−ＤＬＣ層５００を例に挙げて説明したが、これらに代えて、Ｃｏが添加されたＤＬＣからなるＣｏ−ＤＬＣ膜またはＣｏ−ＤＬＣ層を配置してもよい。また、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００やＦｅ−ＤＬＣ層５００に代えて、ＦｅとＣｏとの双方が添加されたＦｅ−Ｃｏ−ＤＬＣ膜またはＦｅ−Ｃｏ−ＤＬＣ層を配置してもよい。この場合にも、摺動相手の相手部材４００の表面に移着膜が形成される。
【００３８】
また、Ｆｅ−ＤＬＣ膜３００と基材２００との間に中間層が介在されていてもよい。この中間層として、ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＮなどの金属窒化物、ＴｉＣなどの金属炭化物、およびＴｉＣＮなどの金属炭窒化物を例示することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１００…摺動部材、１００Ａ…摺動部材、１０１…摺動面、１０１Ａ…摺動面、３００…ＤＬＣ膜、３００Ａ…ＤＬＣ膜、４００…相手部材、５００…Ｆｅ−ＤＬＣ層（ＤＬＣ層）、５０１…Ｆｅ−ＤＬＣ層（ＤＬＣ層）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手部材と摺動する摺動面を有し、その摺動面の少なくとも一部がＤＬＣ膜によって形成された摺動部材であって、
前記ＤＬＣ膜には、Ｆｅおよび／またはＣｏが添加されている、摺動部材。
【請求項２】
前記ＤＬＣ膜が、複数のＤＬＣ層を積層した積層構造を有しており、
少なくとも最表のＤＬＣ層には、Ｆｅおよび／またはＣｏが添加されている、請求項１記載の摺動部材。
【請求項１】
相手部材と摺動する摺動面を有し、その摺動面の少なくとも一部がＤＬＣ膜によって形成された摺動部材であって、
前記ＤＬＣ膜には、Ｆｅおよび／またはＣｏが添加されている、摺動部材。
【請求項２】
前記ＤＬＣ膜が、複数のＤＬＣ層を積層した積層構造を有しており、
少なくとも最表のＤＬＣ層には、Ｆｅおよび／またはＣｏが添加されている、請求項１記載の摺動部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−６２５３４（Ｐ２０１２−６２５３４Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８１８５（Ｐ２０１０−２０８１８５）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名： 社団法人 日本トライボロジー学会 刊行物名： トライボロジー会議予稿集 福井 ２０１０−９ 発行日 ： ２０１０年９月１日
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名： 社団法人 日本トライボロジー学会 刊行物名： トライボロジー会議予稿集 福井 ２０１０−９ 発行日 ： ２０１０年９月１日
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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