專利名稱：用于在花鍵軸上形成類金剛石碳膜的方法以及熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于通過利用熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置在花鍵軸的陽花鍵部上形成DLC(類金剛石碳)膜的方法，還涉及熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置。
背景技術：
在例如車輛中使用的傳動軸中，兩個軸通過花鍵相互匹配以允許軸向滑動運動。花鍵部需要滑動能力和耐磨性。在這些花鍵部上形成DLC(類金剛石)膜以滿足這種要求在現(xiàn)有技術中是已知的(見日本專利申請公報No. 2011-122663 (JP 2011-122663A))。
用于形成DLC膜的方法已知包括CVD (化學氣相沉積)方法、PVD (物理氣相沉積)方法、離子氣相沉積方法等。CVD方法還包括利用熱陰極PIG型等離子源的熱陰極PIG(潘寧電離計)等離子CVD方法(見日本專利申請公報No. 2006-169589 (JP 2006-169589A))。通常，將多個花鍵軸放置在裝置內，在多個花鍵軸的陽花鍵部上同時形成DLC膜。優(yōu)選減小在相應的陽花鍵部上形成的DLC膜的膜厚度的不規(guī)則性，以降低多個陽花鍵部之間性能的個體變化。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種在花鍵軸上形成DLC膜的方法，該方法能夠在通過熱陰極PIG等離子CVD方法和熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置在陽花鍵部上形成DLC膜時，減小DLC膜的厚度變化。根據本發(fā)明的用于在花鍵軸上形成DLC膜的方法的第一方面是一種用于通過熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置在花鍵軸的陽花鍵部上形成DLC膜的方法。該方法中使用的熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置包括i)真空室，真空室容納花鍵軸；ii)等離子槍；iii)反射電極，反射電極布置在真空室內；iv)第一線圈，第一線圈繞等離子槍布置；v)第二線圈，第二線圈布置在反射線圈側，第二線圈面對第一線圈；vi)熱陰極PIG型等離子源，熱陰極PIG型等離子源在真空室中形成柱狀等離子體，該柱狀等離子體具有凸出的中心部；和vii)材料氣體給送部，材料氣體給送部向真空室供給材料氣體，材料氣體用作用于DLC膜的材料。上述方法包括在真空室中繞柱狀等離子體布置多個花鍵軸；沿柱狀等離子體延伸的方向同軸地對準多個花鍵軸；將多個同軸地對準的花鍵軸布置為在相應的陽花鍵部之間形成軸向間隙；以及將陽花鍵部的軸向間隙定位在柱狀等離子體的沿柱狀等離子體延伸的方向的中心處。本發(fā)明人注意到如下事實DLC膜的厚度和真空室中的等離子體的中心處的凸出部之間存在關聯(lián)。更具體地，本發(fā)明人認知到如下關系當DLC膜更靠近等離子體的更大的凸出部時，該DLC膜的厚度變得更大。因此，將沿柱狀等離子體延伸的方向對準的多個陽花鍵部的軸向間隙定位在柱狀等離子體的沿柱狀等離子體延伸方向的中心處。即，沒有陽花鍵部放置在柱狀等離子體的沿柱狀等離子體的方向的中心處。換言之，在處理過程中不使用等離子體凸出部為最大的中心部來在陽花鍵部上形成DLC膜。因此，在處理過程中使用除了等離子體中心以外的各部在陽花鍵部上形成DLC膜。結果，能夠減小陽花鍵部上的DLC膜的厚度變化。在本發(fā)明的實施方式中，可以在真空室中使偶數個花鍵軸沿柱狀等離子體延伸的方向對準。等離子體的凸出部在中心處最大，并且等離子體的凸出部朝向邊緣變得更小。本發(fā)明的實施方式能夠減小DLC膜的厚度變化，并且通過對準偶數個所述多個花鍵軸來有效地利用等離子體兩邊緣。即，能夠將多個花鍵軸布置在真空室內，能夠同時在花鍵軸的多個陽花鍵部上形成DLC膜。此外，本發(fā)明的實施方式中使用的花鍵軸可以包括陽花鍵部和形成為U形的軛部，軛部能夠聯(lián)接至其他構件，在所述軛部形成為與所述陽花鍵部分體的件之后，所述軛部 與所述陽花鍵部結合為一件。只有花鍵軸的陽花鍵部可以放置在真空室內。在真空室內，四個或更多個陽花鍵部可以沿柱狀等離子體延伸的方向對準。此外，靠近柱狀等離子的沿柱狀等離子體延伸的方向的中心處放置的兩個陽花鍵部可以定位為在兩個花鍵部之間形成軸向間隙。定位在柱狀等離子體的沿柱狀等離子體延伸的方向的中心以外的兩個陽花鍵部可以在彼此抵靠的同時定位。通過將兩個花鍵軸的陽花鍵部以抵靠狀態(tài)布置在非柱狀等離子體的沿柱狀等離子體延伸的方向的中心的位置處，能夠將花鍵軸的多個陽花鍵部牢固地放置在真空室內。此外，上述實施方式中的花鍵軸可以包括陽花鍵部和形成為U形形狀的軛部，該軛部能夠聯(lián)接至其他構件并且與陽花鍵部一體地形成為一件。在真空室內沿柱狀等離子體延伸的方向對準的多個花鍵軸可以布置為使得相應的軛部沿軸向方向彼此面對和交疊。相應的軛部可以放置在相應的陽花鍵部之間的定位在柱狀等離子體的沿柱狀等離子體延伸的方向的中心處的軸向間隙處。如果花鍵軸包括陽花鍵部以及與陽花鍵部形成為一體件的軛部，則無需在軛部上形成DLC膜。因此，浪費了真空室中的用于軛部的區(qū)域。然而，通過將多個花鍵軸的相應的軛部布置為使得相應的軛部沿軸向方向彼此面對和交疊，能夠使不需形成DLC膜的區(qū)域盡可能變窄。此外，通過將相應的交疊的軛部放置為在柱狀等離子體的沿柱狀等離子體延伸的方向的中心部處彼此面對，能夠有效地利用多個陽花鍵部之間的軸向間隙。由于能夠有效地利用真空室的內部，故而能夠減小DLC膜的厚度變化并且能夠將多個花鍵軸放置在真空室內。此外，在上述實施方式中，可以將沿柱狀等離子體延伸的方向被對準從而使得相應的軛部彼此面對的多個花鍵軸設定為第一組，可以將沿柱狀等離子體延伸的方向被對準從而使得相應的軛部面向外的多個花鍵軸設定為第二組，第一組和第二組可以繞柱狀等離子體沿圓周方向交替布置。在真空室內沿圓周方向布置的所有多個花鍵軸中，如果相應的軛部布置為沿軸向方向彼此面對并且交疊，則有必要沿圓周方向擴寬間隙，使得沿圓周方向相鄰的軛部彼此不接觸。然而，在上述實施方式中，能夠通過交替地布置其中軛部彼此面對地定位的第一組和其中軛部面向外地定位的第二組來使沿圓周方向的間隙變窄。即，能夠將多個花鍵軸沿圓周方向定位在真空室內。此外，在本實施方式中，第一組中的陽花鍵部和第二組中的陽花鍵部可以布置在沿柱狀等離子體延伸的方向的相同位置。通過將相應的陽花鍵部布置在沿柱狀等離子體延伸的方向的相同位置，當第一組和第二組沿圓周方向交替布置時，能夠減小第一組中的陽花鍵部的DCL膜的厚度以及第二組中的陽花鍵部的DCL膜的厚度中的變化。根據本發(fā)明的第二方面的一種熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置包括真空室，真空室容納花鍵軸；等離子槍；反射電極，反射電極布置在真空室內；第一線圈，第一線圈布置為圍繞等離子槍；第二線圈，第二線圈布置在反射電極側，第二線圈面對第一線圈；熱陰極PIG型等離子源，熱陰極PIG型等離子源在真空室中形成柱狀等離子體，柱狀等離子體具有凸出的中心部；以及材料氣體給送部,材料氣體給送部將材 料氣體給送至真空室中，材料氣體用作用于DLC膜的材料。真空室構造為i)多個花鍵軸在真空室中繞柱狀等離子體布置；ii)多個花鍵軸沿柱狀等離子體延伸的方向同軸地對準；iii)多個同軸地對準的花鍵軸布置為在相應的陽花鍵部之間形成軸向間隙，以及iv)多個陽花鍵部的軸向間隙定位在柱狀等離子體的沿柱狀等離子體延伸的方向的中心處。


下文將參照附圖描述本發(fā)明示例性實施方式的特征、優(yōu)點和技術工業(yè)重要性，附圖中相同的附圖標記指代相同的元件，在附圖中圖I是示出了傳動軸的總體結構的局部截面圖，該傳動軸包括用作本發(fā)明實施方式的實施方式的花鍵軸的第一軸；圖2是示出了構造圖I的傳動軸的第一軸的視圖；圖3是示出了在通過摩擦壓力焊接而結合成一體以前的構造圖2的第一軸的兩段式構件的視圖；圖4是示出了圖3中示出的第一軸的陽花鍵部的表面?zhèn)鹊慕孛鎴D；圖5是示出了第一實施方式的用于對圖3中示出的陽花鍵部進行表面處理的熱陰極PIG等離子裝置的視圖；圖6是熱陰極PIG等離子裝置的沿圖5中的截面圖的VI-VI線截取的徑向截面圖；圖7是示出了利用圖5中示出的裝置進行用于圖3中示出的陽花鍵部的表面處理方法的流程圖；圖8是示出了圖5中示出的裝置中的陽花鍵部的DLC膜的膜厚度和軸向位置之間關系的圖；圖9是示出了第二實施方式的用于對包含有圖2中示出的一體式第一軸的陽花鍵部進行表面處理的熱陰極PIG等離子裝置的視圖；圖10是沿圖9中的截面圖的X-X線截取的熱陰極PIG等離子裝置的徑向截面圖；圖11是定位在圖9和圖10中示出的裝置中的真空室內的多個第一軸沿圓周方向布置的狀態(tài)的放置圖；圖12是示出了圖9中示出的裝置的陽花鍵部中的DLC膜的膜厚度和軸向位置之間關系的圖。
具體實施例方式接下來將利用車輛傳動軸的第一軸作為示例描述本發(fā)明第一實施方式的花鍵軸。傳動軸的結構參照圖I至圖4進行描述。傳動軸I是用于將驅動力從發(fā)動機傳輸至差速裝置的軸。存在不同的驅動系統(tǒng)，但傳動軸I包括前傳動軸和后傳動軸。在任何情況下，這些部件均將發(fā)動機聯(lián)結至差速裝置并且定位成向車輛前后方向延伸。如圖I中示出的，傳動軸I包括第一軸10和第二軸20，第二軸20放置為允許相對于第一軸10進行軸向滑動運動。例如，第一軸10聯(lián)結至位于發(fā)動機側的構件30，第二軸20聯(lián)結至位于差速裝置側的構件40。如圖I和圖2中示出的，第一軸10包括第一軛部11和陽花鍵部16。第一軛部11·為萬向節(jié)的以應用角度聯(lián)接至另一構件30的零件。第一軛部11的末端形成為朝向圖2中的左側敞開的U形。陽花鍵部16形成為圓柱形，并且在第一軛部11的U形底部結合為一件，而且與第一軛部11同軸地定位。第二軸20包括第二軛部21、陰花鍵部22和居間管部23。這些部件通過在單獨地形成所述部件中的每一個之后摩擦焊接而形成為一件。第二軸20的第二軛部21是以應用角度聯(lián)接至另一構件40的萬向節(jié)的零件。第二軛21的末端形成為朝向圖I中的右側敞開的U形。第二軸20的陰花鍵部22通過花鍵配合與第一軸10的陽花鍵部16相匹配，并且能夠相對于陽花鍵部16作軸向滑動運動。居間管部23同軸地并且一體地結合至第二軛部21和陰花鍵部22。在此實施方式中，如圖2和圖3所示，在第一軛部11和陽花鍵部16形成為單獨的零件以后，第一軸10通過由兩個構件摩擦焊接而形成為一件。第一軸10的陽花鍵部16進行表面處理以改進滑動能力和耐磨性。如圖4中示出的，陽花鍵部16包含基材16a、居間層膜16b和DLC膜16c，基材16a以鐵為主要成分，居間層膜16b以鉻為主要成分。居間層膜16b形成在基材16a的表面上。DLC膜16c形成在居間層膜16b的表面上。居間層膜16b由PVD方法以及具體地由濺射法形成。DLC膜16c由熱陰極PIG等離子CVD方法形成。位于陽花鍵部16的表面?zhèn)鹊腄LC膜16c具有分級的組成，其硅(Si)含量越靠近表面變得越低。接下來，參照圖5和圖6描述用于對第一軸10的陽花鍵部16進行表面處理的熱陰極PIG等離子裝置50。熱陰極PIG等離子裝置50是用于由PVD方法在陽花鍵部16的基材16a的表面上形成居間層膜16b、以及由CVD方法形成DLC膜16c同時放射熱陰極PIG
等離子的裝置。如圖5和圖6中示出的，熱陰極PIG等離子裝置50包括真空室60、熱陰極PIG型等離子源70、支承裝置110、材料氣體給送部120、濺射源130和加熱器140。真空室60由具有高耐腐蝕性和高耐熱性的金屬例如不銹鋼形成為筒形。真空室60的壁部連接至地(GND)電位。在圖5中，在外周圍壁中遠離中心軸線的位置形成有排氣開口 61。沿著真空室60的中心軸線，在邊緣壁表面(圖5中的上邊緣壁表面)上形成有用以供給等離子的開口 62。用作用于表面處理的對象物的多個陽花鍵部16定位在真空室60內。
熱陰極PIG型等離子源70在真空室60內形成在中心部段凸出的柱形形狀等離子體70a。此熱陰極PIG型等離子源70包括等離子槍80、反射電極91、第一線圈92和第二線圈93。等尚子槍80布置在真空室60的開口 62外。等尚子槍80包括殼體81、絕緣部82、熱陰極83、陽極84、電子注入電極85和氣體噴嘴86。殼體81形成為管狀并且由不銹鋼制成。殼體81設置為覆蓋真空室60的開口 62。由氟樹脂或鋁制成的絕緣部82居于殼體81和真空室60之間。熱陰極83、陽極84和電子注入電極85布置在殼體81內。例如，熱陰極83由鎢絲制成。熱陰極83布置在距離殼體81中的開口 62最遠的位置(圖5中的頂端)。熱陰極83連接至直流電源101并且由來自于直流電源101的直流電功率(陰極電功率)加熱。熱陰極83通過將熱陰極83加熱至引起熱電子放射的溫度以放射熱電子。陽極84形成為扁平環(huán)形并且由鑰制成。陽極84布置在熱陰極83和開口 62之間，
使得中空部分面向開口 62。陽極電源102向陽極84施加電壓，該電壓相對于熱陰極83為正。電子注入電極85以相同的方式形成為陽極84，經由電子注入電源103連接至熱陰極83，并且同樣也接地。此外，熱陰極83、陽極84和電子注入電極85相對于等離子槍80的殼體81懸置。氣體噴嘴86從殼體81外部向殼體81的內部給送放電氣體例如氬氣和氫氣。換言之，通過向熱陰極83、陽極84和電子注入電極85供給電功率以及從氣體噴嘴86供給放電氣體，在殼體81內產生等離子。反射電極91由鋼或不銹鋼制成，并且定位在真空室60內以面向等離子槍80。反射電極91朝向等離子槍80側反射從等離子槍80向真空室60中供給的等離子體70a的粒子。反射電極91處于絕緣電壓電位。第一線圈92布置為圍繞等離子槍80的殼體81的外圍，并且定位成面對真空室60的一個邊緣壁表面(圖5中的頂部側表面)的外表面。通過向第一線圈92供給直流電流使第一線圈92產生磁場以促使等離子槍80的殼體81內的放電。第二線圈93定位為面對第一線圈92，并且定位為面對真空室60的另一邊緣壁表面(圖5中的底部側表面)的外表面。換言之，第二線圈93定位在反射電極91側。通過供給有直流電流，此第二線圈93產生用于將等離子體70a限制在真空室60中的柱形形狀(束狀)磁場。g卩，等離子體70a具有柱形形狀，并且等離子體70a的兩端均分別位于反射電極91和開口 62處。等離子體70a在沿著柱延伸的方向延伸的中心部段具有凸出形狀。支承裝置110設置在真空室60內的另一邊緣壁側(圖5中的底部側)。支承裝置Iio能夠支承等離子體70a周圍的多個陽花鍵部16。如圖5和圖6中示出的，支承裝置110包括第一旋轉臺111、第二旋轉臺112、馬達113、支承部114和脈沖電源裝置115。第一旋轉臺111形成為盤形并且設置為允許相對于真空室60的壁表面旋轉。第一旋轉臺111通過對馬達113進行驅動而旋轉。多個第二旋轉臺112沿圓周方向設置在第一旋轉臺111上并且能夠相對于第一旋轉臺111旋轉。齒輪機構使第二旋轉臺112隨第一旋轉臺111的旋轉而旋轉。支承部114固定至第二旋轉臺112上。支承部114能夠插入穿過多個陽花鍵部16。S卩，對馬達13進行驅動導致陽花鍵部16繞第一旋轉臺111的中心公轉，還繞支承部114的中心自轉。
脈沖電源裝置115安裝在真空室60外，脈沖電源裝置115經由第一旋轉臺111、第二旋轉臺112和支承部114向陽花鍵部116施加作為偏壓的非對稱脈沖電壓。在真空室60的外圍壁上設置有材料氣體給送部120。材料氣體給送部120從真空室60外向真空室60內供給TMS (四甲基硅烷)氣體和乙炔氣，以便在陽花鍵部16的表面上形成DLC膜。濺射源130在真空室60內布置在外圍壁附近。適用的濺射源130的標靶由主要成分為鉻的材料制成。加熱器140在真空室60內布置在外圍壁附近，用于加熱用作用于處理的對象物的陽花鍵部16。接下來，參照圖5和圖6描述多個陽花鍵部16在真空室60內的放置。四個陽花鍵部16插入穿過相應的支承部114。S卩，隨著在真空室60內將多個陽花鍵部16設置在等離子區(qū)70周圍，多個陽花鍵部沿等離子體70a的柱延伸的方向同軸地布置。更具體地，多個陽花鍵部16如下文所述地放置在真空室60內。首先，第一陽花鍵部16從結合至陽花鍵部16中的第一軛部11的一側的表面插入相應的支承部114中。隨 后，將第二陽花鍵部16從與陽花鍵部16中的第一軛部11相結合的一側相反的表面插入支承部114。此處，在與第一軛部11相反的一側，第一陽花鍵部16和第二陽花鍵部16的表面相互抵靠。在插入第二陽花鍵部16以后，將圓柱體間隔部150插入支承部114。接下來，將第三陽花鍵部16從結合至陽花鍵部16中的第一軛部11的一側的表面插入支承部114。隨后，第四陽花鍵部16從與結合至第一軛部11的一側相反的表面插入支承部114。此處，在與第一軛部11相反的一側，第三陽花鍵部16和第四花鍵部16相互抵靠。因此，四個陽花鍵部16同軸地對準成一排以便在布置后的四個陽花鍵部16的中心附近在第二陽花鍵部16和第三陽花鍵部16之間形成軸向間隙。兩組兩個陽花鍵部16布置為將間隔部150夾在中間。借此，在陽花鍵部16之間放置間隔部150的軸向間隙定位在沿等離子體70a延伸的方向的中心。S卩，間隔部150定位在位于等離子體70a中心的最大凸出部周圍，而等離子體70a的最大凸出部周圍未布置陽花鍵部16。接下來，參照圖7中的流程圖描述用于對陽花鍵部16進行表面處理的方法。首先，在步驟SI中，馬達113受到驅動，向加熱器140供給電功率以加熱用作用于處理的對象物的陽花鍵部16。以此方式，進行陽花鍵部16的脫氣。隨后，在步驟S2中，停止向加熱器140的電功率，進行放電清洗過程。在放電清洗過程中，從氣體噴嘴86向等離子槍80的殼體81供給氬氣和氫氣。此外，在此步驟中，向熱陰極83、陽極84、電子注入電極85、第一線圈92和第二線圈93供給電功率。借此，通過加熱熱陰極83放射熱電子，使熱電子的速度朝向陽極84加速。加速后的熱電子與氬氣粒子和氫氣粒子碰撞，碰撞使IS氣粒子和氫氣粒子電尚以在殼體81內產生等尚子。殼體81內產生的等離子從開口 62供給至真空室60，等離子朝向反射電極91運動。然而，反射電極91處于絕緣電壓電位，使得等離子內的電子被反射電極91反射并且朝向等離子槍80運動。然而，等離子槍80的殼體81也處于絕緣電壓電位，使得等離子內的電子在等離子槍80和反射電極91直接的電場中振蕩。此外，由第一線圈92和第二線圈93產生的磁場將等離子體70a限制在柱形形狀中，在真空室60內產生在等離子體70a的中心處凸出的柱狀等離子體70a。脈沖電源裝置115向陽花鍵部16施加偏壓。因此，等離子體70a中的氬離子和氫離子與陽花鍵部16的表面碰撞。以此方式，對陽花鍵部16的表面進行清潔。清潔完成時，
停止供給氫氣。接下來，在步驟S3中，居間層膜16b由濺射法、即PVD方法中的一種形成。向濺射源130的標靶供給電功率。隨后，氬離子與標靶的表面碰撞以從標靶強有力地驅除鉻粒子。鉻粒子與陽花鍵部16的表面碰撞并蓄積在該表面上。以此方式，在陽花鍵部16的基材16a的表面上形成以鉻為主要成分的居間層膜16b。隨后，停止向濺射源130的標靶供給電功
率。 接下來,在步驟S4中，通過熱陰極PIG等離子CVD方法形成DLC膜16c。材料氣供給部120向真空室60中供給TMS氣體和乙炔氣。隨后，等離子體70a使TMS氣體和乙炔氣電離以在真空室60中形成等離子。由TMS氣體和乙炔氣產生的等離子在陽花鍵部16的表面上引起化學反應以形成含硅(Si)的DLC膜16c。接下來，參照圖8描述通過相同的支承部114對準的第一至第四陽花鍵部16的DLC膜16c的膜厚度。在圖8中，縱軸示出了在真空室60中的軸向(圖5中的上下方向)位置，橫軸示出了陽花鍵部16的DLC膜16c的厚度。如圖8中示出的，當真空室60內形成的等離子體70a的中心部呈凸出的柱形形狀時，等離子體70a的凸出部的尺寸和DLC膜16c的厚度之間存在關聯(lián)。更具體地，當等離子體70a的凸出部更大時，DLC膜16c變得更厚。即，膜在沿柱狀等離子體70a延伸的方向中心處最厚，當陽花鍵部16的位置沿柱狀等離子體70a延伸的方向更接近柱狀等離子體70a的端部時，膜變得更薄。如上所述，第一至第四陽花鍵部16布置在真空室60中。換言之，第一陽花鍵部16上形成的陽花鍵定位在從Yl至Y2的范圍內。第二陽花鍵部16上形成的陽花鍵定位在從Y2至Y3的范圍內。第三陽花鍵部16上形成的陽花鍵定位在從Y4至Y5的范圍內。第四陽花鍵部16上形成的陽花鍵定位在從Y5至Y6的范圍內。間隔部150定位在從Y3至Y4的范圍內。S卩，間隔部150設置在柱狀等離子體70a的中心沿柱狀等離子體70a的延伸方向延伸的位置。因此，第一和第二陽花鍵部16上的DLC膜16c的厚度介于從Tl至T2的范圍內。類似地，第三和第四陽花鍵部16上的DLC膜16c的厚度介于相同的從Tl至T2的范圍內。此處，Tl大于等于VI，Vl是最小要求膜厚度。此處，T2小于等于膜厚度V2，V2是最大要求膜厚度。假設已經定位了陽花鍵部16并且形成了 DLC膜16c，則沒有陽花鍵部16定位在DCL膜16c變得最厚的范圍內。DLC膜16c的最厚部分以及與該最厚部分相鄰的部分的厚度大于作為最大要求膜厚度的V2。因此，當在陽花鍵部16上同時形成DLC膜16c時，能夠減小DLC膜16c的厚度變化。在此實施方式中，為了簡化描述，Yl處的膜厚度和Y6處的膜厚度均描述為Tl，Y3處的膜厚度和Y4處的膜厚度均描述為T2。然而，這些值中的每一個均可以分別是不同的值，并且這些值通常分別是不同的值。Yl處的膜厚度和Y6處的膜厚度可以大于等于最小要求膜厚度VI，Y3處的膜厚度和Y4處的膜厚度可以小于等于最大要求膜厚度V2。S卩，用于第一、第二、第三和第四陽花鍵部16的DLC膜16c的膜厚度可以大于等于最小要求膜厚度VI，并且進一步可以小于等于最大要求膜厚度V2。將偶數個陽花鍵部16插入支承部114，將相同數量的陽花鍵部16定位在間隔部150的兩側。因此，能夠減小DLC膜16c的厚度變化，并且能夠有效地利用等離子體70a的兩端部側。換言之，能夠將多個陽花鍵部16放置在真空室60內，并且能夠在該多個陽花鍵部16上形成DLC膜16c。具體地，能夠通過將第一軸10分為第一軛部11和陽花鍵部16并且僅將陽花鍵部16放置在真空室60內而將多個陽花鍵部16放置在真空室60內。此外，能夠通過除了在等離子體70a的沿柱狀等離子體70a延伸的方向的中心處以外的位置、將兩個陽花鍵部16放置為彼此直接接觸而將更多數量的陽花鍵部16牢固地放置在真空室60內。在上述實施方式中，將四個陽花鍵部16插入支承部114中。然而，可以插入兩個陽花鍵部16，可以插入六個或更多個偶數的陽花鍵部16。接下來，描述第二實施方式中用于形成DLC膜16c的方法。在本實施方式中，放置在真空室60內的用于處理的對象物是圖2中示出的第一軸10。即，將由第一軛部11和陽花鍵部16形成的第一軸10作為一體件放入真空室60。 如圖9中示出的，兩個第一軸10插入一個支承部114。此處，用于插入兩個第一軸10的方法使兩個第一軸10成組為第一組Al，并且使兩個第一軸10成組為第二組A2。用作第一組Al的兩個第一軸10沿柱狀等離子體70a延伸的方向對準，使得相應的第一軛部11沿兩個第一軸的方向彼此面對并且交疊。更具體地，第一軛部11中的每一個均布置為相互移位90°。換言之，萬向節(jié)的兩個軛部布置為彼此更為靠近。即，第一軛部11中的每一個均放置在第一組Al的兩個第一軸10的陽花鍵部16之間的沿第一軸10的軸向方向的空間中。首先，將間隔部200插在支承部114中，隨后插入兩個第一軸10。間隔部200的長度調整為，使得陽花鍵部16之間的沿軸向方向的空間定位在柱狀等離子體70a的沿柱狀等離子體70a延伸的方向的中心處。沿第一旋轉臺111的圓周方向，每隔一個第二旋轉臺112布置有第一組Al。用作第二組A2的兩個第一軸10沿柱狀等離子體70a延伸的方向對準，使得相應的第一軛部11面向外。將間隔部210設置在第二組A2的兩個第一軸10之間的沿第一軸10的軸向方向的空間中。此間隔部210的軸向長度設定為使得第一組Al的陽花鍵部16和第二組A2的陽花鍵部16設定在沿柱狀等離子體70a延伸的方向的相同位置。S卩，間隔部210的沿軸向方向的中心定位在柱狀等離子體70a的沿柱狀等離子體70a延伸的方向的中心處。沿第一旋轉臺111的圓周方向，每隔一個第二旋轉臺112布置有第二組A2。S卩，如圖10所示，第一組Al和第二組A2沿第一旋轉臺111的圓周方向繞等離子體70a交替地布置。此外，在真空室60內，掩模構件220將相應的第一軛部11覆蓋以防止處理第一軛部11的表面。在圖9和圖11中，掩模構件220由虛線示出。接下來，將參照圖12描述通過相同的支承部114對準的兩個第一軸10的陽花鍵部16的DLC膜16c的厚度。在圖12中，縱軸示出了在真空室60中的軸向(圖9中的上下方向)位置，橫軸示出了陽花鍵部16的DLC膜16c的厚度。如圖12中示出的，第一陽花鍵部16上形成的陽花鍵定位在從Yll至Y12的范圍內。第二陽花鍵部16上形成的陽花鍵定位在從Y13至Y14的范圍內。定位在第一組Al的兩個第一軸10的陽花鍵部16之間的沿兩個第一軸10的軸向方向的空間處的第一軛部11定位在從Y12至Y13的范圍內。即，第一軛部11定位在柱狀等離子體70a的沿柱狀等離子體70a延伸的方向的中心處。定位在第二組A2的兩個第一軸10之間的沿軸向方向的空間處的間隔部210定位在從Y12至Y13的范圍內。因此，兩個第一軸10的陽花鍵部16的DLC膜16c的厚度介于從Tll至T12的范圍內。此處，Tll大于等于最小要求膜厚度VI。此外，T12小于最大要求膜厚度V2。假設定位了陽花鍵部16并且形成了 DLC膜16c，則沒有陽花鍵部16定位在DLC膜16c的厚度變得最大的范圍內。DLC膜16c的最厚部分以及與該最厚部分相鄰的部分的厚度大于最大要求膜厚度V12。因此，當在陽花鍵部16上同時形成DLC膜16c時，能夠減小DLC膜16c的厚度變化。在本實施方式中，為了簡化描述，將Yl I處的膜厚度以及Y14處的膜厚度均描述為T11，將Y12處的膜厚度以及Y13處的膜厚度均描述為T12。然而，這些值中的每一個均可以分別是不同的值，并且這些值通常分別是不同的。Yll處的膜厚度和Y14處的膜厚度 可以大于等于最小要求膜厚度VII，Y12處的膜厚度和Y13處的膜厚度可以小于等于最大要求膜厚度V12。S卩，用于第一組Al的第一和第二陽花鍵部16、以及也用于第二組A2的第一和第二陽花鍵部16的DLC膜16c的膜厚度大于等于最小要求膜厚度VII，進一步小于等于最大要求膜厚度V12。因為無需在第一軛部11上形成DLC膜,所以浪費了真空室60內用于第一軛部11的區(qū)域。然而，因為多個第一軸10的相應的第一軛部11對準為使得相應的第一軛部11沿軸向方向彼此面對并且交疊，所以能夠使不需要形成DLC膜的區(qū)域盡可能變窄。此外，通過將相應的第一軛部11的彼此面對的重疊部定位在柱狀等離子體70a的沿柱狀等離子體70a延伸的方向的中心處，能夠有效地利用多個陽花鍵部16之間的軸向間隙。由于能夠有效地利用真空室60的內部，故而能夠減小DLC膜16c的厚度變化，并且能夠將多個第一軸10放置在真空室內。此外，通過沿圓周方向與第一組Al的兩個第一軸10相鄰地將兩個第一軸10設定為第二組A2，能夠防止第一組Al的第一軛部11與第一組A2的第一軛部11沿圓周方向接觸。換言之，通過將第一組Al和第二組A2沿圓周方向在交錯位置放置在真空室60內，能夠使第一組Al和第二組A2之間的沿圓周方向的間隙變窄。
權利要求
1.一種用于通過熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置(50)在花鍵軸(I)的陽花鍵部(16)上形成類金剛石碳膜(16c)的方法，其中，所述熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置(50)包括i)真空室(60)，所述真空室(60)容納所述花鍵軸(I) ；ii)等離子槍(80) ；iii)反射電極(91)，所述反射電極(91)布置在所述真空室(60)內；iv)第一線圈(92)，所述第一線圈(92)繞所述等離子槍(80)布置；v)第二線圈(93)，所述第二線圈(93)布置在反射電極(91)側，所述第二線圈(93)面對所述第一線圈(92) ；vi)熱陰極潘寧電離計型等離子源(70)，所述熱陰極潘寧電離計型等離子源(70)在所述真空室(60)中形成柱狀等離子體(70a)，該柱狀等離子體(70a)具有凸出中心部；和vii)材料氣體給送部(120)，所述材料氣體給送部(120)向所述真空室￠0)供給材料氣體，所述材料氣體用作用于類金剛石碳膜(16c)的材料，所述方法的特征在于包括， 在所述真空室￠0)中繞所述柱狀等離子體(70a)布置多個所述花鍵軸(I)； 沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向同軸地對準多個所述花鍵軸(I)； 將多個同軸地對準的所述花鍵軸(I)布置為在相應的所述陽花鍵部(16)之間形成軸向間隙；以及 將多個所述陽花鍵部(16)的所述軸向間隙定位在所述柱狀等離子體的沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向的中心處。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，將偶數個的多個所述花鍵軸(I)在所述真空室(60)中沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向對準。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述花鍵軸(I)包括i)所述陽花鍵部(16);以及ii)形成為U形的軛部(11)，所述軛部(11)能夠聯(lián)接至其他構件，在所述軛部(11)形成為與所述陽花鍵部(16)分體的件之后，所述軛部(11)與所述陽花鍵部(16)結合為一件， 僅所述花鍵軸(I)的所述陽花鍵部(16)放置在所述真空室(60)內， 四個或更多個所述陽花鍵部(16)在所述真空室￠0)內沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向對準， 靠近所述柱狀等離子體的沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向的中心處放置的兩個所述陽花鍵部被定位為在兩個所述陽花鍵部之間形成軸向間隙，并且 定位在所述柱狀等離子體的沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向的中心以外的兩個所述陽花鍵部(16)以彼此抵靠的方式定位。
4.根據權利要求I或權利要求2所述的方法，其特征在于，所述花鍵軸(I)包括所述陽花鍵部(16)和U形的軛部(11)，所述軛部(11)聯(lián)接至其他構件并且與所述陽花鍵部(16)一體地形成為一件， 在所述真空室(60)內沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向對準的多個所述花鍵軸(I)布置為使得相應的所述軛部(11)沿軸向方向彼此面對并且交疊，并且 相應的所述軛部(11)放置在相應的所述陽花鍵部(16)之間的定位在所述柱狀等離子體(70a)的沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向的中心處的軸向間隙處。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向被對準從而使得相應的所述軛部(11)彼此面對的多個所述花鍵軸(I)為第一組(Al)， 沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向(11)被對準從而使得相應的所述軛部面向外的多個所述花鍵軸(I)為第二組(A2)，以及所述第一組(Al)和所述第二組(A2)繞所述柱狀等離子體(70a)沿圓周方向交替地布置。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一組(Al)的所述陽花鍵部(16)和所述第二組(A2)的所述陽花鍵部(16)沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向布置在相同位置。
7.一種熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置(50)，包括 真空室(60)，所述真空室(60)容納花鍵軸(I)； 等尚子槍(80)； 反射電極(91),所述反射電極(91)布置在所述真空室(60)內； 第一線圈(92)，所述第一線圈(92)布置為圍繞所述等離子槍(80)； 第二線圈(93)，所述第二線圈(93)布置在反射電極(91)側，所述第二線圈(93)面對所述第一線圈(92)； 熱陰極潘寧電離計型等離子源(70)，所述熱陰極潘寧電離計型等離子源(70)在所述真空室￠0)中形成柱狀等離子體(70a)，所述柱狀等離子體(70a)具有凸出中心部；以及材料氣體給送部(120)，所述材料氣體給送部(120)將材料氣體給送至所述真空室(60)中，所述材料氣體用作用于類金剛石碳膜(16c)的材料， 所述熱陰極潘寧電離計型等離子化學氣相沉積裝置(50)的特征在于，所述真空室(60)構造為(i)多個所述花鍵軸(I)在所述真空室￠0)中繞所述柱狀等離子體(70a)布置； ( )多個所述花鍵軸(I)沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向同軸地對準； (iii)多個同軸地對準的所述花鍵軸(I)布置為在相應的所述陽花鍵部(16)之間形成軸向間隙，以及 (iv)多個所述陽花鍵部(16)的所述軸向間隙定位在所述柱狀等離子體(70a)的沿所述柱狀等離子體(70a)延伸的方向的中心處。
全文摘要
多個花鍵軸(10)繞柱狀等離子體(70a)布置，并且多個花鍵軸(10)在真空室(60)內沿柱狀等離子體(70a)延伸的方向同軸地對準。多個同軸地對準的花鍵軸(10)定位為在相應的陽花鍵部(16)之間形成軸向間隙。多個陽花鍵部(16)的軸向間隙定位在柱狀等離子體(70a)的沿柱狀等離子體(70a)延伸的方向的中心處。
文檔編號F16C3/06GK102953044SQ201210305330
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2011年8月26日
發(fā)明者安藤淳二, 鈴木知朗, 小川友樹, 巖井昭憲, 吉村信義, 橋富弘幸 申請人:株式會社捷太格特, 株式會社Cnk