[发明专利]用于在花键轴上形成类金刚石碳膜的方法以及热阴极潘宁电离计型等离子化学气相沉积装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过利用热阴极潘宁电离计型等离子化学气相沉积装置在花键轴的阳花键部上形成DLC(类金刚石碳)膜的方法，还涉及热阴极潘宁电离计型等离子化学气相沉积装置。

背景技术

在例如车辆中使用的传动轴中，两个轴通过花键相互匹配以允许轴向滑动运动。花键部需要滑动能力和耐磨性。在这些花键部上形成DLC(类金刚石)膜以满足这种要求在现有技术中是已知的(见日本专利申请公报No.2011-122663(JP 2011-122663A))。

用于形成DLC膜的方法已知包括CVD(化学气相沉积)方法、PVD(物理气相沉积)方法、离子气相沉积方法等。CVD方法还包括利用热阴极PIG型等离子源的热阴极PIG(潘宁电离计)等离子CVD方法(见日本专利申请公报No.2006-169589(JP 2006-169589A))。

通常，将多个花键轴放置在装置内，在多个花键轴的阳花键部上同时形成DLC膜。优选减小在相应的阳花键部上形成的DLC膜的膜厚度的不规则性，以降低多个阳花键部之间性能的个体变化。

发明内容

本发明提供了一种在花键轴上形成DLC膜的方法，该方法能够在通过热阴极PIG等离子CVD方法和热阴极潘宁电离计型等离子化学气相沉积装置在阳花键部上形成DLC膜时，减小DLC膜的厚度变化。

根据本发明的用于在花键轴上形成DLC膜的方法的第一方面是一种用于通过热阴极潘宁电离计型等离子化学气相沉积装置在花键轴的阳花键部上形成DLC膜的方法。该方法中使用的热阴极潘宁电离计型等离子化学气相沉积装置包括：i)真空室，真空室容纳花键轴；ii)等离子枪；iii)反射电极，反射电极布置在真空室内；iv)第一线圈，第一线圈绕等离子枪布置；v)第二线圈，第二线圈布置在反射线圈侧，第二线圈面对第一线圈；vi)热阴极PIG型等离子源，热阴极PIG型等离子源在真空室中形成柱状等离子体，该柱状等离子体具有凸出的中心部；和vii)材料气体给送部，材料气体给送部向真空室供给材料气体，材料气体用作用于DLC膜的材料。上述方法包括：在真空室中绕柱状等离子体布置多个花键轴；沿柱状等离子体延伸的方向同轴地对准多个花键轴；将多个同轴地对准的花键轴布置为在相应的阳花键部之间形成轴向间隙；以及将阳花键部的轴向间隙定位在柱状等离子体的沿柱状等离子体延伸的方向的中心处。

本发明人注意到如下事实：DLC膜的厚度和真空室中的等离子体的中心处的凸出部之间存在关联。更具体地，本发明人认知到如下关系：当DLC膜更靠近等离子体的更大的凸出部时，该DLC膜的厚度变得更大。因此，将沿柱状等离子体延伸的方向对准的多个阳花键部的轴向间隙定位在柱状等离子体的沿柱状等离子体延伸方向的中心处。即，没有阳花键部放置在柱状等离子体的沿柱状等离子体的方向的中心处。换言之，在处理过程中不使用等离子体凸出部为最大的中心部来在阳花键部上形成DLC膜。因此，在处理过程中使用除了等离子体中心以外的各部在阳花键部上形成DLC膜。结果，能够减小阳花键部上的DLC膜的厚度变化。

在本发明的实施方式中，可以在真空室中使偶数个花键轴沿柱状等离子体延伸的方向对准。

等离子体的凸出部在中心处最大，并且等离子体的凸出部朝向边缘变得更小。本发明的实施方式能够减小DLC膜的厚度变化，并且通过对准偶数个所述多个花键轴来有效地利用等离子体两边缘。即，能够将多个花键轴布置在真空室内，能够同时在花键轴的多个阳花键部上形成DLC膜。

此外，本发明的实施方式中使用的花键轴可以包括阳花键部和形成为U形的轭部，轭部能够联接至其他构件，在所述轭部形成为与所述阳花键部分体的件之后，所述轭部与所述阳花键部结合为一件。只有花键轴的阳花键部可以放置在真空室内。在真空室内，四个或更多个阳花键部可以沿柱状等离子体延伸的方向对准。此外，靠近柱状等离子的沿柱状等离子体延伸的方向的中心处放置的两个阳花键部可以定位为在两个花键部之间形成轴向间隙。定位在柱状等离子体的沿柱状等离子体延伸的方向的中心以外的两个阳花键部可以在彼此抵靠的同时定位。

通过将两个花键轴的阳花键部以抵靠状态布置在非柱状等离子体的沿柱状等离子体延伸的方向的中心的位置处，能够将花键轴的多个阳花键部牢固地放置在真空室内。