特許 5692571 ＤＬＣ被覆部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5692571

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】ＤＬＣ被覆部材

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/26 20060101AFI20150312BHJP

【ＦＩ】

   C23C16/26

【請求項の数】1

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2010-229747(P2010-229747)

(22)【出願日】2010年10月12日

(65)【公開番号】特開2012-82477(P2012-82477A)

(43)【公開日】2012年4月26日

【審査請求日】2013年9月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100087701

【弁理士】

【氏名又は名称】稲岡 耕作

(74)【代理人】

【識別番号】100101328

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 実夫

(74)【代理人】

【識別番号】100137062

【弁理士】

【氏名又は名称】五郎丸 正巳

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 利幸

(72)【発明者】

【氏名】山川 和芳

【審査官】 植前 充司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０４６７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５０１５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０８２３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２２０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２６９９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４９４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１００６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０８７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７２９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６９１３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材の表面の少なくとも一部がＤＬＣ膜で被覆されたＤＬＣ被膜部材であって、
基材と、
前記基材を覆う中間層と、
前記中間層を覆うＤＬＣ膜とを含み、
前記中間層は、所定の元素がＤＬＣに所定濃度添加されてなる低濃度層と、前記低濃度層よりも高い濃度の前記元素がＤＬＣに添加されてなる高濃度層とを、交互に積層配置した積層構造を有しており、
複数の前記高濃度層の前記元素の添加濃度が、前記基材の表面から離れるに従って低いまたは高い、ＤＬＣ被膜部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基材の少なくとも一部がＤＬＣ膜で被覆されたＤＬＣ被覆部材に関する。

【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各種摺動部材の摺動抵抗を低減させることが求められている。そのため、摺動部材のもとになる基材表面の少なくとも一部を、低摩擦性および耐摩耗性（高硬度性）を有するＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜によって被覆する場合がある（たとえば特許文献１参照）。
ＤＬＣ膜は、基材に対する密着力が弱い。そのため、基材に対するＤＬＣ膜の密着力を向上させることが望まれている。

【0003】

また、ＤＬＣ膜の密着力を向上させるために、たとえば特許文献１に示すように、基材とＤＬＣ膜との間にＳｉＣなどの単層膜からなる中間層を形成することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−７１１０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のような単層膜からなる中間層を基材とＤＬＣ膜との間に形成しても、十分に高い密着力を得ることができない。
また、ＤＬＣ膜の密着力を向上させるための他の手法として、ＤＬＣ膜を形成する前に窒化処理や浸炭処理（たとえば、プラズマ窒化やプラズマ浸炭）を行って基材の表層に窒化層や浸炭層を形成することも考えられる。

【0006】

しかしながら、高い密着力を得るのに十分な窒化層や浸炭層を形成するには、高温環境下で窒化処理や浸炭処理を行う必要がある。そのため、基材の材料選択の幅が狭められる。よって、基材の材料選択の幅を確保しつつ、基材に対するＤＬＣ膜の密着力を向上させるために、基材とＤＬＣ膜との間に適切な中間層を形成する必要がある。
そこで、本発明の目的は、新規な中間層を基材とＤＬＣ膜との間に形成し、これにより、基材に対するＤＬＣ膜の密着力が高い被覆部材を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１記載の発明は、基材（２００）の表面の少なくとも一部がＤＬＣ膜（４００）で被覆されたＤＬＣ被膜部材（１００）であって、基材（３００）と、前記基材を覆う中間層と、前記中間層を覆うＤＬＣ膜とを含み、前記中間層は、所定の元素がＤＬＣに所定濃度添加されてなる低濃度層（３０２，３０４）と、前記低濃度層よりも高い濃度の前記元素がＤＬＣに添加されてなる高濃度層（３０１，３０３，３０５）とを、交互に積層配置した積層構造を有しており、複数の前記高濃度層の前記元素の添加濃度が、前記基材の表面から離れるに従って低いまたは高い、ＤＬＣ被膜部材である。

【0008】

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。
この構成によれば、中間層は、低濃度層と高濃度層とを交互に積層配置した積層構造を有している。また、複数の高濃度層の元素の添加濃度が、基材の表面から離れるに従って低いまたは高い。

【0009】

ＤＬＣに所定の元素を添加すると、ＤＬＣ中の共有結合の数が減少するので、そのＤＬＣは比較的柔らかくなる。そして、ＤＬＣ中の当該元素の濃度（添加量）を高めるに従ってそのＤＬＣは柔らかくなる。
所定の元素が添加されたＤＬＣから中間層がなるので、比較的柔らかい中間層を得ることができる。基材とＤＬＣ膜との間の密着は、通常、ＤＬＣ膜内に生じる内部応力によって阻害されるが、中間層が柔らかいと、その中間層によりＤＬＣ膜中の内部応力を吸収することができる。これにより、基材に対するＤＬＣ膜の密着力を高めることができる。

【0010】

また、中間層が積層構造であるので、仮に、中間層の一部にクラックが生じた場合でも、そのクラックの成長は抑えられる。そのため、耐クラック性に優れた中間層を得ることができる。
しかしながら、中間層の全ての層が柔らかいと、中間層の剛性が低下し、ＤＬＣ膜の密着性が却って悪くなるおそれがある。

【0011】

これに対し、請求項１の発明では、中間層が、低濃度層と高濃度層とを交互に積層配置した積層構造を有し、さらに、複数の高濃度層の元素の添加濃度が、基材の表面から離れるに従って低いまたは高いので、基材に対するＤＬＣ膜の密着力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係るＤＬＣ被覆部材の表層部分の断面図である。

【図2】図１に示すＤＬＣ膜および中間層の形成に用いられるＣＶＤ装置の構成を模式的に示す図である。

【図3】この発明の他の実施形態に係るＤＬＣ被覆部材の中間層におけるＳｉ濃度の分布を模式的に示すグラフである。

【図4】図３に示すＤＬＣ被覆部材の中間層におけるＨ濃度の分布を模式的に示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１を参照して、ＤＬＣ被覆部材１００は、たとえば、摺動部材や装飾品として用いられる。摺動部材としては、たとえば、摩擦クラッチのクラッチプレート、ステアリング装置のウォーム（歯面にＤＬＣ膜を形成）、軸受の内外輪（軌道面にＤＬＣ膜を形成）または保持器、およびプロペラシャフト（駆動軸、雄スプライン部および／または雌スプライン部にＤＬＣ膜を形成）が挙げられる。

【0014】

ＤＬＣ被覆部材１００は、基材２００と、基材２００の表面を覆う中間層３００と、中間層３００の表面を覆うＤＬＣ膜４００とを含む。中間層３００およびＤＬＣ膜４００は、それぞれ、膜厚が数μｍ〜数十μｍ程度の薄膜である。
ＤＬＣ膜４００の表面は、ＤＬＣ被覆部材１００の最表面の少なくとも一部を形成している。ＤＬＣ被覆部材１００が摺動部材として用いられる場合、ＤＬＣ膜４００の表面は、他の部材に摺動する摺動面として機能する。ＤＬＣ被覆部材１００が摺動部材として用いられる場合、基材２００の材質は、たとえば、工具鋼、炭素鋼、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼およびステンレス鋼のいずれかである。

【0015】

中間層３００は、基材２００の表面を覆う第１中間層（第１層）３０１と、第１中間層３０１の表面を覆う第２中間層３０２と、第２中間層３０２の表面を覆う第３中間層３０３と、第３中間層（第２層）３０３の表面を覆う第４中間層３０４と、第４中間層３０４の表面を覆う第５中間層（第３層）３０５とを備え、５層構造を有している。これらの層３０１〜３０５は、いずれもＳｉ（ケイ素。所定の元素）が添加されたＤＬＣからなる。

【0016】

また、中間層３００およびＤＬＣ膜４００は、たとえば、直流パルスプラズマＣＶＤ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成されている。直流パルスプラズマＣＶＤでは、基材２００に対して電圧が断続的に印加される。したがって、基材２００に対して電圧が印加され続ける直流プラズマＣＶＤ法に比べて、基材２００の温度上昇に繋がる異常放電の発生が抑制される。これにより、中間層３００およびＤＬＣ膜４００は、基材２００の温度が低温（たとえば、３００℃以下）に維持された状態で形成されている。したがって、中間層３００およびＤＬＣ膜４００が直流プラズマＣＶＤ法によって形成される場合に比べて、基材２００の材料選択の幅が広い。

【0017】

層３０１〜３０５に含まれるＳｉの濃度（以下「Ｓｉ濃度」という。）は互いに異なっている。５層の層３０１〜３０５の中では、第１中間層３０１のＳｉ濃度が最も高く、次いで第５中間層３０５のＳｉ濃度が高い。また、第２、第３および第４中間層３０２，３０３，３０４のＳｉ濃度は、第１および第５中間層３０１，３０５のＳｉ濃度よりも低い。なお、第１中間層３０１のＳｉ濃度（Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｃ））は、たとえば約２５〜３０ａｔ．％である。

【0018】

また、層３０１〜３０５のＤＬＣに含まれるＨ（水素）の濃度（以下「Ｈ濃度」という。）は互いに異なっている。５層の層３０１〜３０５の中では、第３中間層３０１のＨ濃度が最も高く、次いで第４中間層３０４および第５中間層３０５のＨ濃度が並んでいる。第４中間層３０４および第５中間層３０５に次いで高いのが第１中間層３０１であり、第２中間層３０２のＨ濃度が最も低い。なお、第１中間層３０１のＨ濃度（Ｈ／（Ｈ＋Ｃ））は、たとえば約２５〜３０ａｔ．％である。

【0019】

各層３０１〜３０５のＳｉ濃度、Ｈ濃度、硬さおよび厚さをそれぞれ表１に示す。表１では、第１中間層３０１の値（濃度、硬さおよび厚さ）を基準として（１として）表している。また、Ｓｉ濃度およびＨ濃度はモル分率の比を表している。さらに、この表１において、「ｐ〜ｑ（ｐ，ｑはそれぞれ所定の値）」とは、ｐを超えてｑ未満である所定の値を示している。したがって、第２中間層３０２のＳｉ濃度が「０．７〜０．９」とあるのは、その層３０２のＳｉ濃度が０．７を超えて０．９未満の所定の値であることを示している。

【0020】

【表1】

【0021】

図２は、中間層３００およびＤＬＣ膜４００の形成に用いられる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内に成分ガス（原料ガスを含む。）を導入するためのガス導入管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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

また、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。ガス導入管６の基台５に対向する部分には、ガス導入管６の長手方向に沿って配列された多数のガス吐出孔１２が形成されている。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。
ガス導入管６には、成分ガスとして原料ガスおよびキャリアガスが供給される。原料ガスとしては、メタン（ＣＨ_４）やアセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）、ベンゼン（Ｃ_６Ｈ_６）、トルエン（Ｃ_７Ｈ_８）などの炭化水素系ガス、テトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ_３）_４）やシロキサンなどの有機ケイ素化合物ガス、および水素ガス（Ｈ_２）などが供給されるようになっている。キャリアガスとしては、アルゴン（Ａｒ）などが供給されるようになっている。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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。中間層３００またはＤＬＣ膜４００を形成するときには、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ＤＬＣが堆積し、これにより中間層３００やＤＬＣ膜４００が形成される。この実施形態では、中間層３００の形成時には、炭化水素系ガス、有機ケイ素化合物ガスおよび水素ガスなどがガス導入管６に供給され、ＤＬＣ膜４００の形成時には、炭化水素系ガスや水素ガスをガス導入管６に供給する。これにより、Ｓｉが添加された中間層３００を形成することができるとともに、ＤＬＣだけからなるＤＬＣ膜４００を形成することができる。

【0028】

また、複数の層３０１〜３０５の形成時において、ガス導入管６に供給される全ての原料ガスにおける有機ケイ素化合物ガスの流量割合を変化させることにより、各層３０１〜３０５のＳｉ濃度を所期の値にすることができる。また、複数の層３０１〜３０５の形成時において、炭化水素系ガスや水素ガスの流量比を変化させることにより、各層３０１〜３０５のＨ濃度を所期の値にすることができる。具体的には、第１中間層３０１の形成時における成分ガス中の元素組成比（モル比）は、たとえばＣ：Ｈ：Ｓｉ：Ａｒ＝１７．７：６７．２：０．９：１４．２である。第２中間層３０２の形成時における成分ガス中の元素組成比（モル比）は、たとえばＣ：Ｈ：Ｓｉ：Ａｒ＝１５．５：５８．９：０．７：２４．９である。また、第３中間層３０３の形成時における成分ガス中の元素組成比（モル比）は、たとえばＣ：Ｈ：Ｓｉ：Ａｒ＝１３．７：６３．４：０．７：２２．２である。第４中間層３０４の形成時における成分ガス中の元素組成比（モル比）は、たとえばＣ：Ｈ：Ｓｉ：Ａｒ＝１５．５：７１．３：０．７：１２．５である。第５中間層３０５の形成時における成分ガス中の元素組成比（モル比）は、たとえばＣ：Ｈ：Ｓｉ：Ａｒ＝１６．５：６９．４：０．８：１３．３である。

【0029】

また、中間層３００やＤＬＣ膜４００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）を用いて形成することもできる。
さらに、イオンビームスパッタ法や、ＤＣ（直流）スパッタ法、ＲＦ（高周波）スパッタ法、マグネトロンスパッタ法を用いて、中間層３００やＤＬＣ膜４００を形成することもできる。

【0030】

次に、実施例および比較例について説明する。
＜実施例＞
高速度工具鋼（ＳＫＨ４）製の基板上に、図１に示す中間層３００を形成するとともに、中間層３００上に、図１に示すＤＬＣ膜４００を形成して、ＤＬＣ被覆部材を形成した。中間層３００およびＤＬＣ膜４００の形成は、図２に示すＣＶＤ装置１を用いて、直流パルスプラズマＣＶＤ法により行った。
＜比較例１＞
高速度工具鋼（ＳＫＨ４）製の基板上に、直接、図１に示すＤＬＣ膜４００を形成して、ＤＬＣ被覆部材を形成した。ＤＬＣ膜４００の形成は、図２に示すＣＶＤ装置１を用いて、直流パルスプラズマＣＶＤ法により行った。
＜比較例２＞
高速度工具鋼（ＳＫＨ４）製の基板上に、傾斜膜からなる中間層を形成するとともに、その中間層上に、図１に示すＤＬＣ膜４００を形成して、ＤＬＣ被覆部材を形成した。その中間層およびＤＬＣ膜４００の形成は、図２に示すＣＶＤ装置１を用いて、直流パルスプラズマＣＶＤ法により行った。

【0031】

この傾斜膜からなる中間層は、ＤＬＣ膜４００に近づくに従って連続的かつ緩やかに組成が変化している。
これら実施例および比較例１，２のＤＬＣ被覆部材のＤＬＣ膜に対して剥離試験を行った。この剥離試験は、日本機械学会基準ＪＳＭＥ Ｓ０１０（１９９６）において規定されたスクラッチ試験である。実施例および比較例１，２のＤＬＣ被覆部材に対する剥離試験の結果を表２に示す。

【0032】

【表2】

【0033】

実施例のＤＬＣ膜（ＤＬＣ膜４００）の剥離荷重（「臨界剥離荷重」ともいう。表１に示す「密着力」）は２７．６Ｎである。比較例１，２のＤＬＣ膜の剥離荷重はそれぞれ９．６Ｎ、１８．０Ｎであり、これにより、実施例のＤＬＣ被覆部材において、ＤＬＣ膜と基板との間の密着性が非常に優れていることがわかる。
以上によりこの実施形態によれば、中間層３００は積層構造を有している。また、中間層３００に含まれる各層３０１〜３０５は、Ｓｉが添加されたＤＬＣからなる。さらに、第３中間層３０３が、その第３中間層３０３よりもＳｉ濃度の高い第１中間層３０１および第５中間層３０５に挟まれている。

【0034】

ＤＬＣにＳｉを添加すると、ＤＬＣ中の共有結合の数が減少するので、そのＤＬＣは比較的柔らかくなる。そして、ＤＬＣ中のＳｉ濃度を高めるに従ってそのＤＬＣは柔らかくなる。
Ｓｉが添加されたＤＬＣによって各層３０１〜３０５が構成されているので、比較的柔らかい中間層３００を得ることができる。中間層３００が柔らかいと、その中間層３００によりＤＬＣ膜４００中の内部応力を吸収することができる。これにより、基材２００に対するＤＬＣ膜４００の密着力を高めることができる。

【0035】

また、中間層３００が５層構造であるので、仮に、中間層３００の一部にクラックが生じた場合でも、そのクラックの成長は抑えられる。そのため、耐クラック性に優れた中間層３００を得ることができる。
しかしながら、中間層３００を構成する全ての層３０１〜３０５が柔らかいと、中間層３００の剛性が低下し、ＤＬＣ膜４００の密着性が却って悪くなるおそれがある。

【0036】

これに対し、この実施形態に係るＤＬＣ被膜部材１００では、第３中間層３０３が、その第３中間層３０３よりもＳｉ濃度の高い第１中間層３０１および第５中間層３０５に挟まれているので、中間層３００全体の剛性の低下を防止することができる。これにより、中間層３００全体の剛性を保ちつつ、基材２００に対するＤＬＣ膜４００の密着力を高めることができる。

【0037】

また、第３中間層３０３のＨ濃度（含有水素量）が、第１中間層３０１および第５中間層３０５の双方のＨ濃度（含有水素量）よりも多い。ＤＬＣ中におけるＨ濃度の上昇に伴って、当該ＤＬＣは柔らかくなる。そのため、ＤＬＣ膜４００中の内部応力を中間層３００によってより一層吸収することができ、これにより、基材２００に対するＤＬＣ膜４００の密着力をより一層高めることができる。

【0038】

図３は、この発明の他の実施形態に係るＤＬＣ被覆部材１の中間層３００におけるＳｉ濃度の分布を模式的に示すグラフである。図４は、このＤＬＣ被覆部材１の中間層３００におけるＨ濃度の分布を模式的に示すグラフである。
この図３および図４に示す実施形態は、中間層３００の各層３０１〜３０５のＳｉ濃度およびＨ濃度が、図１および図２に示す実施形態と相違している。

【0039】

図３に示すように、第１中間層（高濃度層）３０１のＳｉ濃度は隣接する第２中間層（低濃度層）３０２のＳｉ濃度よりも高い。また、第３中間層（高濃度層）３０３のＳｉ濃度は両隣の第２中間層３０２および第４中間層（低濃度層）３０４のそれぞれのＳｉ濃度よりも高い。さらに、第５中間層（高濃度層）３０５のＳｉ濃度は隣接する第４中間層３０４のＳｉ濃度よりも高い。言い換えれば、Ｓｉ濃度の比較的高い層３０１，３０３，３０５と、Ｓｉ濃度の比較的低い層３０２，３０４とが交互に積層配置されている。そして、第１、第３および第５中間層３０１，３０３，３０５について言えば、基材２００の表面から離れるに従ってＳｉ濃度が低くなっているとともに、第２および第４中間層３０２，３０４について言えば、基材２００の表面から離れるに従ってＳｉ濃度が低くなっている。

【0040】

また、図４に示すように、第１中間層（高濃度層）３０１のＨ濃度は隣接する第２中間層（低濃度層）３０２のＨ濃度よりも高い。また、第３中間層（高濃度層）３０３のＨ濃度は両隣の第２中間層３０２および第４中間層（低濃度層）３０４のそれぞれのＨ濃度よりも高い。さらに、第５中間層（高濃度層）３０５のＨ濃度は隣接する第４中間層３０４のＨ濃度よりも高い。言い換えれば、Ｈ濃度の比較的高い層３０１，３０３，３０５と、Ｈ濃度の比較的低い層３０２，３０４とが交互に積層配置されている。そして、第１、第３および第５中間層３０１，３０３，３０５について言えば、基材２００の表面から離れるに従ってＨ濃度が低くなっているとともに、第２および第４中間層３０２，３０４について言えば、基材２００の表面から離れるに従ってＨ濃度が低くなっている。

【0041】

この場合、第１層、第２層および第３層の組み合わせとして、第１、第２および第３中間層３０１，３０２，３０３の組み合わせ、第２、第３および第４中間層３０２，３０３，３０４の組み合わせ、および第３、第４および第５中間層３０３，３０４，３０５の組み合わせを挙げることができる。
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。

【0042】

第１実施形態において、第２〜第４中間層３０２〜３０４のいずれかのＳｉ濃度が第１および第５中間層３０１，３０５のＳｉ濃度よりも高くてもよい。
また、第１実施形態において、第２膜を第３中間層３０３として説明したが、第２膜を第２中間層３０２とすると、第２膜のＨ濃度は、第１および第５中間層３０１，３０５のＨ濃度よりも低い、と言うこともできる。

【0043】

また、各実施形態において５層構造の中間層３００を例に挙げて説明したが、中間層は、３層または４層であってもよいし、６層以上であってもよい。
また、中間層３００における基材２００の表面との境界部分に、基材２００の表面から離れるに従って連続的かつ緩やかに組成が変化する傾斜膜を形成してもよい。
また、たとえば、ＤＬＣ膜４００として他の元素を何も添加していないものを例示したが、Ｆｅ（鉄）、Ｓｉ、Ｃｏ（コバルト）およびＴｉ（チタン）のうち少なくとも１つの元素が添加されていてもよい。

【0044】

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】

【0045】

１００…ＤＬＣ被膜部材、２００…基材、３００…中間層、３０１…第１中間層、３０２…第２中間層、３０３…第３中間層、３０４…第４中間層、３０５…第５中間層、４００…ＤＬＣ膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】