JP2002371809A - Rocker arm coated with dlc - Google Patents

Rocker arm coated with dlc

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JP2002371809A
JP2002371809A JP2001176878A JP2001176878A JP2002371809A JP 2002371809 A JP2002371809 A JP 2002371809A JP 2001176878 A JP2001176878 A JP 2001176878A JP 2001176878 A JP2001176878 A JP 2001176878A JP 2002371809 A JP2002371809 A JP 2002371809A
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JP
Japan
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film
rocker arm
diamond
cam
metal
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Application number
JP2001176878A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Nakayama
正俊 中山
Masaichi Otaka
政一 尾高
Yasuhiro Matsuba
康浩 松場
Ryoko Yoshino
良子 吉野
Yasushi Hashimoto
靖 橋本
Izumi Miyauchi
泉 宮内
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of an engine by improving wear resistance of a cam rocker arm. SOLUTION: In a transmission system provided with a cam and the rocker arm, an intermediate layer made of (a) silicide or silica carbide made mainly of at least one selected from among 5A group metal (V, Nb, Ta), 6A group metal (Cr, Mo, W), Ti and Zr, (b) a metal film made mainly of at least one selected from among the 5A group metal (V, Nb, Ta) and a metal film made mainly of a Si film or Si formed on the metal film or (c) at least one metal film selected from among the 5A group metal (V, Nb, Ta), the 6A group metal (Cr, Mo, W), Ti and Zr and a silicon carbide film formed on the metal film and at least one layer of a diamondlike carbon films are formed in this order, or the diamondlike carbon films containing H, Si and O are formed, on one surface of sliding engaged surfaces of the cam and the rocker arm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等の内燃機関
において、カムの回転運動による駆動力を、ロッカーア
ームの往復運動に変換する動力伝達系に使用される金属
材料製のカムローブ(以下単にカムと称する)およびこ
れと摺動係合する耐摩耗被覆膜を設けたロッカーアーム
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cam lobe (hereinafter simply referred to as a cam) made of a metal material used in a power transmission system for converting a driving force due to a rotational motion of a cam into a reciprocating motion of a rocker arm in an internal combustion engine such as an automobile. And a rocker arm provided with a wear-resistant coating film that slides and engages with the rocker arm.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車エンジン等の内燃機関において、
カムの回転運動による駆動力を、ロッカーアームの往復
運動に変換し、これを燃料バルブ等に伝達するための動
力伝達系が使用されている。カムは、駆動力をロッカー
アームに伝達するように接触対象例えばロッカーアーム
の面と当接され高面圧を受けながら摺動するため、カム
面もまたロッカーアームの当接面も摩耗損傷が激しくな
る。特にOHC(オーバーヘッドカム軸)方式のエンジ
ンではカムとロッカーアームとの間隔の調整作業が重要
であり、これらの調整が不十分であると、騒音の発生源
になるなどの不具合を生じたり、調整を行ってもこれら
の部品の摩耗が激しいと所望の間隔からずれたりするこ
とで、摩擦損失によりエンジン馬力の低下を引き起こ
し、燃費の低下を招くおそれがあった。さらに相手材と
のかじりが発生して使用不可能になってしまうおそれが
あった。
2. Description of the Related Art In an internal combustion engine such as an automobile engine,
2. Description of the Related Art A power transmission system for converting a driving force due to a rotational motion of a cam into a reciprocating motion of a rocker arm and transmitting the reciprocating motion to a fuel valve or the like is used. Since the cam is brought into contact with the contact object, for example, the surface of the rocker arm to transmit the driving force to the rocker arm and slides while receiving a high surface pressure, the cam surface and the contact surface of the rocker arm are significantly worn and damaged. Become. In particular, in the case of an OHC (overhead camshaft) type engine, it is important to adjust the distance between the cam and the rocker arm. If these adjustments are insufficient, problems such as a noise source may occur or the adjustment may be made. However, if these parts are severely worn, the parts may deviate from the desired intervals, causing a decrease in engine horsepower due to friction loss, which may lead to a reduction in fuel efficiency. In addition, there is a possibility that it may become unusable due to galling with the partner material.

【0003】燃料バルブを開閉するための動力伝達系の
典型的な例は、図1に示すロッカーアーム方式の伝達系
であり、エンジン出力を伝動するクランクシャフトから
駆動される軸(カムシャフト)に固定されたカム3、
3’は、カムフォロワー12、12’の下面に摺接しな
がら回転する。これによりカムはロッカーアーム軸1
5、15’に支承されたロッカーアーム13、13’の
一端に動力を伝達してそれらを揺動させる。ロッカーア
ーム13、13’の他端は、ばね17、17’により偏
倚されているリテーナー19、19’を介してバルブ棒
21、21’に動力を伝達し、それにより燃料バルブ2
3および排気バルブ23’をカム3、3’のタイミング
で開閉させて燃料をエンジンのピストン/シリンダーに
供給し或いは排気する。
[0003] A typical example of a power transmission system for opening and closing a fuel valve is a rocker arm type transmission system shown in FIG. 1, which is mounted on a shaft (camshaft) driven from a crankshaft for transmitting engine output. Fixed cam 3,
3 'rotates while slidingly contacting the lower surfaces of the cam followers 12, 12'. As a result, the cam becomes the rocker arm shaft 1
Power is transmitted to one ends of the rocker arms 13, 13 'supported by 5, 15' to swing them. The other end of the rocker arms 13, 13 'transmits power to the valve rods 21, 21' via retainers 19, 19 'biased by springs 17, 17', thereby allowing the fuel valve 2
3 and the exhaust valve 23 'are opened and closed at the timing of the cams 3 and 3' to supply or exhaust fuel to the piston / cylinder of the engine.

【0004】カム3、3’とフォロワー12、12’の
当接面は、それらの間隔に依存して大きい摩擦作用を受
けるので、カム表面とロッカーアームの当接面の間には
十分な低摩擦性と耐摩耗性を付与する必要がある。
Since the contact surfaces of the cams 3, 3 'and the followers 12, 12' receive a large frictional action depending on their distance, there is a sufficiently low gap between the cam surface and the contact surface of the rocker arm. It is necessary to provide friction and wear resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を生じないすぐれた耐摩耗性保護膜を提供すること
を課題とする。本発明の他の課題は基材への密着性が良
く、長寿命のロッカーアームまたはそれとカムの組み合
わせを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an excellent wear-resistant protective film which does not cause such problems. Another object of the present invention is to provide a rocker arm or a combination thereof which has good adhesion to a substrate and has a long life.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によると、次の構
成のロッカーアームが提供される。 (1)カムと、その回転運動による駆動力を受けるロッ
カアームとを備えた伝達系において、前記ロッカーアー
ムの前記カムと摺動係合する面にダイヤモンド状炭素膜
を施したことを特徴とするロッカーアーム。 (2)上記において、前記ダイヤモンド状炭素膜は、炭
素と水素とからなり、その組成をCHnをモル比で表し
たとき、 0.05≦n≦0.7 または、前記ダイヤモンド状炭素膜に珪素を含み、酸
素、窒素、フッ素が含まれても良く、組成をCHxSi
yOzNvFwで表したとき、 0.05≦x≦0.7 0.01≦y≦3.0 0≦z≦1.0 0≦v≦1.0 0≦w≦0.2 で表されるダイヤモンド状炭素膜の少なくとも1層より
なるロッカーアーム。 (3)上記(1)において、前記ダイヤモンド状炭素膜
は、CHxSiyOzNvFw (但し0.05≦x≦0.7 0.01≦y≦3.0 0≦z≦1.0 0≦v≦1.0 0≦w≦0.2) で表されるダイヤモンド状炭素膜、及びCHn (但し0.05≦n≦0.7)で表されるダイヤモンド
状炭素膜の少なくとも2層を形成するか、またはこれら
の組成の一方の組成から他方の組成に連続的に変化した
層を含むロッカーアーム。 (4)上記(1)〜(3)のいずれかにおいて、前記ロ
ッカーアームの面と前記ダイヤモンド状炭素膜との間に
(a)第5A族金属(V、Nb、Ta)、第6A族金属
(Cr、Mo、W)、Ti、およびZrより選択された
少なくとも一種を主成分とする珪化物または硅炭化物、
(b)第5A族金属(V、Nb、Ta)より選択された
少なくとも一種を主成分とする金属膜とその上に形成さ
れたSi膜またはSiを主成分とする金属膜、または
(c)第5A族金属(V、Nb、Ta)、第6A族金属
(Cr、Mo、W)、Ti、およびZrより選択された
少なくとも一種の金属膜とその上に形成された炭化硅素
膜、よりなる中間層を形成したロッカーアーム。 (5)上記(1)〜(4)のいずれかのロッカーアーム
と摺動係合するカムの面に、ダイヤモンド状炭素膜を形
成したことを特徴とするロッカーアームとカムの組み合
わせ。 (6)上記(5)において、前記カムの面に形成したダ
イヤモンド状炭素膜は、炭素と水素とからなり、その組
成をCHnをモル比で表したとき、 0.05≦n≦0.7 で表されるダイヤモンド状炭素膜、または、前記ダイヤ
モンド状炭素膜に珪素を含み、酸素、窒素、フッ素が含
まれても良く、組成をCHxSiyOzNvFwで表し
たとき、 0.05≦x≦0.7 0.01≦y≦3.0 0≦z≦1.0 0≦v≦1.0 0≦w≦0.2 で表されるダイヤモンド状炭素膜の少なくとも1層より
なるロッカーアームとカムの組み合わせ。 (7)上記(5)において、前記カムの面に形成したダ
イヤモンド状炭素膜は、CHxSiyOzNvFw (但し0.05≦x≦0.7 0.01≦y≦3.0 0≦z≦1.0 0≦v≦1.0 0≦w≦0.2) で表されるダイヤモンド状炭素膜、及びCHn (但し0.05≦n≦0.7)で表されるダイヤモンド
状炭素膜の少なくとも2層を形成するか、またはこれら
の組成の一方の組成から他方の組成に連続的に変化した
層を形成したロッカーアームとカムの組み合わせ。 (8)上記(5)〜(7)において、前記カムの面と前
記ダイヤモンド状炭素膜との間に、(a)第5A族金属
(V、Nb、Ta)、第6A族金属(Cr、Mo、
W)、Ti、およびZrより選択された少なくとも一種
を主成分とする珪化物または硅炭化物、(b)第5A族
金属(V、Nb、Ta)より選択された少なくとも一種
を主成分とする金属膜とその上に形成されたSi膜また
はSiを主成分とする金属膜、または(c)第5A族金
属(V、Nb、Ta)、第6A族金属(Cr、Mo、
W)、Ti、およびZrより選択された少なくとも一種
の金属膜とその上に形成された炭化硅素膜、よりなる中
間層を形成したロッカーアームとカムの組み合わせ。
According to the present invention, there is provided a rocker arm having the following configuration. (1) In a transmission system including a cam and a rocker arm that receives a driving force due to its rotational movement, a rocker arm is provided with a diamond-like carbon film on a surface of the rocker arm that slidably engages with the cam. arm. (2) In the above, the diamond-like carbon film is composed of carbon and hydrogen, and when its composition is represented by a molar ratio of CHn, 0.05 ≦ n ≦ 0.7 or silicon is added to the diamond-like carbon film. And may contain oxygen, nitrogen and fluorine, and the composition is CHxSi
When represented by yOzNvFw, a diamond represented by the following formula: 0.05 ≦ x ≦ 0.7 0.01 ≦ y ≦ 3.0 0 ≦ z ≦ 1.00 0 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2 A rocker arm comprising at least one layer of a carbon-like film. (3) In the above (1), the diamond-like carbon film is made of CHxSiyOzNvFw (provided that 0.05 ≦ x ≦ 0.7 0.01 ≦ y ≦ 3.0 0 ≦ z ≦ 1.00 ≦ v ≦ 1. At least two layers of a diamond-like carbon film represented by 0 0 ≦ w ≦ 0.2) and a diamond-like carbon film represented by CHn (where 0.05 ≦ n ≦ 0.7), or A rocker arm comprising a layer that continuously changes from one of these compositions to the other. (4) In any one of the above (1) to (3), (a) a Group 5A metal (V, Nb, Ta) or a Group 6A metal between the rocker arm surface and the diamond-like carbon film. (Cr, Mo, W), a silicide or a silicide containing at least one selected from Ti and Zr as a main component,
(B) a metal film mainly composed of at least one selected from Group 5A metals (V, Nb, Ta) and a Si film or a metal film mainly composed of Si formed thereon, or (c) At least one metal film selected from Group 5A metals (V, Nb, Ta), Group 6A metals (Cr, Mo, W), Ti, and Zr, and a silicon carbide film formed thereon Rocker arm with an intermediate layer. (5) A combination of a rocker arm and a cam, wherein a diamond-like carbon film is formed on a surface of the cam that slides and engages with the rocker arm according to any one of the above (1) to (4). (6) In the above (5), the diamond-like carbon film formed on the surface of the cam is composed of carbon and hydrogen, and when its composition is represented by a molar ratio of CHn, 0.05 ≦ n ≦ 0.7 Embedded image or the diamond-like carbon film may contain silicon, and may contain oxygen, nitrogen and fluorine. When the composition is represented by CHxSiyOzNvFw, 0.05 ≦ x ≦ 0.7 Combination of rocker arm and cam composed of at least one layer of a diamond-like carbon film represented by 0.01 ≦ y ≦ 3.0 0 ≦ z ≦ 1.00 0 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2 . (7) In the above (5), the diamond-like carbon film formed on the surface of the cam is CHxSiyOzNvFw (provided that 0.05 ≦ x ≦ 0.7 0.01 ≦ y ≦ 3.0 0 ≦ z ≦ 1.0 At least two layers of a diamond-like carbon film represented by 0 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2) and a diamond-like carbon film represented by CHn (where 0.05 ≦ n ≦ 0.7) Or a combination of a rocker arm and a cam that forms a layer that continuously changes from one of these compositions to the other. (8) In the above (5) to (7), (a) a Group 5A metal (V, Nb, Ta) or a Group 6A metal (Cr, Mo,
W) a silicide or silicide mainly composed of at least one selected from Ti and Zr; (b) a metal mainly composed of at least one selected from Group 5A metals (V, Nb, Ta) A film and a Si film formed thereon or a metal film containing Si as a main component, or (c) a Group 5A metal (V, Nb, Ta) or a Group 6A metal (Cr, Mo,
W) a combination of a rocker arm and a cam having an intermediate layer formed of at least one metal film selected from Ti, Zr and a silicon carbide film formed thereon.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明者等は、従来の技術による
ロッカーアームに形成したダイヤモンド状薄膜(DLC
膜)が、比較的表面粗さの大きいカムと組み合わせて使
用されるとき、大きい摩耗を生じる理由を探求した結
果、ロッカーアームまたはカムの金属基材とダイヤモン
ド状薄膜の密着性に問題があり、そのため長期の使用が
不能となることを見出した。本発明者等は、鋭気研究し
た結果、ロッカーアーム(又はそれとカム)にダイヤモ
ンド状薄膜を形成するか又は適正な中間層を使用するこ
とにより、密着性を向上し、耐摩耗性を格段に向上する
ことが出来た。ダイヤモンド状炭素膜としては好ましく
は少なくともロッカーアームのカムとの摺動面にHとS
iを含有するダイヤモンド状炭素膜よりなる耐摩耗性被
膜を設ける本発明の構成を有するロッカーアーム又はそ
れとカムを採用すると、当接面の基材の表面粗さは例え
ば0.08μm以下に精密研磨する必要が無く、0.1
μmよりも粗い表面粗さでも十分な耐摩耗性を備える。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present inventors have developed a diamond-like thin film (DLC) formed on a rocker arm according to the prior art.
When the film) is used in combination with a cam having a relatively large surface roughness, the reason why large wear is caused, as a result, there is a problem in the adhesion between the rocker arm or the metal substrate of the cam and the diamond-like thin film, It has been found that long-term use becomes impossible. The present inventors have conducted intensive studies and found that the formation of a diamond-like thin film on the rocker arm (or its cam) or the use of an appropriate intermediate layer improved the adhesion and significantly improved the wear resistance. I was able to do it. Preferably, the diamond-like carbon film has at least H and S on the sliding surface of the rocker arm with the cam.
When the rocker arm or the cam and the rocker arm having the structure of the present invention in which a wear-resistant coating made of a diamond-like carbon film containing i is adopted, the surface roughness of the base material of the contact surface is precisely polished to, for example, 0.08 μm or less. No need to do
Sufficient wear resistance is provided even with a surface roughness greater than μm.

【0008】すなわち、本発明は、ロッカーアームのフ
ォロワーの摺動面にダイヤモンド状炭素膜を形成する
か、又は、さらにダイヤモンド状炭素膜との間に、
(a)第5A族金属(V、Nb、Ta)、第6A族金属
(Cr、Mo、W)、Ti、およびZrより選択された
少なくとも一種を主成分とする珪化物または硅炭化物、
(b)第5A族金属(V、Nb、Ta)より選択された
少なくとも一種を主成分とする金属膜とその上に形成さ
れたSi膜またはSiを主成分とする金属膜、または
(c)第5A族金属(V、Nb、Ta)、第6A族金属
(Cr、Mo、W)、Ti、およびZrより選択された
少なくとも一種の金属膜とその上に形成された炭化硅素
膜、よりなる中間層を設ける。このような中間層を形成
すると、ダイヤモンド状炭素膜に特に制限はなくHを含
有するダイヤモンド状炭素膜、HとSiを含有するダイ
ヤモンド状炭素膜が使用できる。
That is, according to the present invention, a diamond-like carbon film is formed on a sliding surface of a follower of a rocker arm, or
(A) a silicide or silicide containing at least one selected from Group 5A metals (V, Nb, Ta), Group 6A metals (Cr, Mo, W), Ti, and Zr;
(B) a metal film mainly composed of at least one selected from Group 5A metals (V, Nb, Ta) and a Si film or a metal film mainly composed of Si formed thereon, or (c) At least one metal film selected from Group 5A metals (V, Nb, Ta), Group 6A metals (Cr, Mo, W), Ti, and Zr, and a silicon carbide film formed thereon An intermediate layer is provided. When such an intermediate layer is formed, the diamond-like carbon film is not particularly limited, and a diamond-like carbon film containing H and a diamond-like carbon film containing H and Si can be used.

【0009】また、本発明によると、中間層を使用しな
くても少なくともロッカーアームの摺動面に、Hを含有
するダイヤモンド状炭素膜を設けるだけで十分に効果が
あるが、好ましくはHとSiを含有するダイヤモンド状
炭素膜を形成すれば、密着性が増し、耐摩耗性を大幅に
向上することが可能となる。HとSiを含有するダイヤ
モンド状炭素膜の上に、さらにHを含有するダイヤモン
ド状炭素膜を形成することも可能であり、更なる耐摩耗
性の向上が期待できる。以下簡単のためにダイヤモンド
状炭素膜をDLCと略することがある。
According to the present invention, it is sufficient to provide a diamond-like carbon film containing H on at least the sliding surface of the rocker arm without using an intermediate layer. If a diamond-like carbon film containing Si is formed, the adhesion is increased, and the wear resistance can be greatly improved. It is possible to further form a diamond-like carbon film containing H on the diamond-like carbon film containing H and Si, and further improvement in wear resistance can be expected. Hereinafter, the diamond-like carbon film may be abbreviated as DLC for simplicity.

【0010】本発明でロッカーアーム(又はロッカーア
ームのフォロワーの面に形成したシム)の基材(及びカ
ムの基材)として使用できる材料は、従来から斯界で慣
用されている任意の材料が使用できる。これらの材料と
しては例えば各種の炭素鋼や鋳鉄など(ねずみ鋳鉄、球
状黒鉛鋳鉄、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄など)、鋳鋼などで、
超強靱鋼(SNCM420、SCM440、SCM42
0、SCR420、H11など)、高速度工具鋼(ハイ
ス鋼:JIS規格のSKH系)、合金工具鋼(ダイス
鋼:SKD6など)、マルエージ鋼(KMS180−2
0など)、オースフォーム鋼、ステンレス鋼(SUS3
04、SUS430、17−4PHなど)、軸受鋼(S
UJ2など)、Al合金(AC4Cなど)、Ti合金等
が挙げられる。
The material that can be used as the base material of the rocker arm (or the shim formed on the surface of the follower of the rocker arm) (and the base material of the cam) in the present invention is any material conventionally used in the art. it can. Examples of these materials include various types of carbon steel and cast iron (grey cast iron, spheroidal graphite cast iron, malleable cast iron, alloy cast iron, etc.), cast steel, and the like.
Super tough steel (SNCM420, SCM440, SCM42
0, SCR420, H11, etc.), high speed tool steel (HSS steel: JIS standard SKH), alloy tool steel (die steel: SKD6, etc.), maraging steel (KMS180-2)
0, etc.), ausform steel, stainless steel (SUS3
04, SUS430, 17-4PH etc.), bearing steel (S
UJ2, etc.), Al alloy (AC4C, etc.), Ti alloy and the like.

【0011】これらの基材となる金属に対して、適当な
条件で焼き入れして材料の硬度を向上させたものを使用
しても良い。焼き入れには例えば、高周波焼き入れ、炎
焼き入れ、浸炭焼き入れなどが使用できる。またこれら
の基材上か、焼き入れ後の基材に対し、表面硬化処理を
施し、その上にダイヤモンド状炭素膜或いは中間層を介
在してダイヤモンド状炭素膜をコーティングしても良
い。表面硬化処理としては、例えば窒化、浸炭、硼化処
理がある。
[0011] The metal used as the base material may be quenched under appropriate conditions to improve the hardness of the material. For quenching, for example, induction hardening, flame quenching, carburizing quenching and the like can be used. Further, a surface hardening treatment may be performed on these substrates or on the quenched substrate, and a diamond-like carbon film or a diamond-like carbon film may be coated thereon with an intermediate layer interposed therebetween. Examples of the surface hardening include nitriding, carburizing, and boring.

【0012】中間層 次に、本発明で使用する中間層は、(a)第5A族金属
(V、Nb、Ta)、第6A族金属(Cr、Mo、
W)、Ti、およびZrより選択された少なくとも一種
を主成分とする珪化物または硅炭化物、(b)第5A族
金属(V、Nb、Ta)より選択された少なくとも一種
を主成分とする金属膜とその上に形成されたSi膜また
はSiを主成分とする金属膜、または(c)第5A族金
属(V、Nb、Ta)、第6A族金属(Cr、Mo、
W)、Ti、およびZrより選択された少なくとも一種
の金属膜とその上に形成された炭化硅素膜、であること
を述べたが、これらは本発明者等による特開2000−
178736、同2000−178737、同2000
−177046、同2000−178738、同200
0−90842等に記載されている。
Intermediate Layer Next, the intermediate layer used in the present invention comprises (a) a Group 5A metal (V, Nb, Ta) and a Group 6A metal (Cr, Mo,
W) a silicide or silicide containing at least one selected from Ti and Zr as a main component; and (b) a metal containing at least one selected from Group 5A metals (V, Nb, Ta) as a main component. A film and a Si film formed thereon or a metal film containing Si as a main component, or (c) a Group 5A metal (V, Nb, Ta) or a Group 6A metal (Cr, Mo,
W), at least one metal film selected from Ti and Zr, and a silicon carbide film formed thereon.
178736, 2000-178737, 2000
177,046, 2000-178,738, 200
0-90842 and the like.

【0013】上記(a)の中間層の場合には、組成をM
SiaCb(ただし、MはV、Nb、Ta、Cr、Mo、
W、TiおよびZrのいずれか一種以上である)と表し
たとき、0.3≦a≦10、好ましくは1≦a≦6、0
≦b≦5、好ましくは0≦b≦3、0.3≦a+b≦1
0、好ましくは1≦a+b≦6である。aがこれより大
きくて珪素が多くなると、母材との密着力が悪くなる。
aがこれより小さくて珪素が少なくなると、DLC膜と
の密着力が悪くなる。bがこれより大きくて炭素が多く
なると、母材との密着力が悪くなる。bがこれより小さ
くて炭素が少なくなると、DLC膜との密着力が悪くな
る。また、a+bがこれより大きくても母材との密着力
が悪くなり、a+bがこれより小さくてもDLC膜との
密着力が悪くなる。
In the case of the intermediate layer (a), the composition is M
SiaCb (where M is V, Nb, Ta, Cr, Mo,
W is at least one of W, Ti and Zr), and 0.3 ≦ a ≦ 10, preferably 1 ≦ a ≦ 6, 0
≦ b ≦ 5, preferably 0 ≦ b ≦ 3, 0.3 ≦ a + b ≦ 1
0, preferably 1 ≦ a + b ≦ 6. If a is larger than this and the amount of silicon increases, the adhesion to the base material deteriorates.
If a is smaller than this and silicon is small, the adhesion to the DLC film will be poor. When b is larger than this and the amount of carbon is large, the adhesion to the base material is deteriorated. When b is smaller than this and carbon is reduced, the adhesion to the DLC film is deteriorated. Also, if a + b is larger than this, the adhesion to the base material will be poor, and if a + b is smaller than this, the adhesion to the DLC film will be poor.

【0014】中間層は、2nm〜5μmの厚さであるこ
とが好ましく、さらには5nm〜1μmの厚さであるこ
とが好ましい。このような厚さとすることで密着性が向
上する。これに対し、中間層が薄すぎると密着性向上の
効果が十分ではなくなり、厚すぎると耐衝撃性が悪くな
ってくる。
The thickness of the intermediate layer is preferably 2 nm to 5 μm, more preferably 5 nm to 1 μm. With such a thickness, the adhesion is improved. On the other hand, if the intermediate layer is too thin, the effect of improving the adhesion will not be sufficient, and if it is too thick, the impact resistance will deteriorate.

【0015】本発明の中間層は、真空蒸着法、スパッタ
法、イオンプレーティング法等のPVD法や熱CVD
法、プラズマCVD法、光CVD法等のCVD法によっ
て形成することができる。また、湿式メッキ法、溶射、
クラッド接合等により形成してもよい。具体的には公知
の方法による。とくに、本発明の中間層はスパッタ法に
より形成することが好ましい。この場合、目的とする組
成に応じたターゲットを用い、高周波電力、交流電力、
直流電力のいずれかを付加し、ターゲットをスパッタ
し、これを母材(基板)上にスパッタ堆積させることに
より中間層を形成する。
The intermediate layer of the present invention can be formed by a PVD method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, or a thermal CVD method.
It can be formed by a CVD method such as a plasma CVD method, a photo CVD method, or the like. Wet plating, thermal spraying,
It may be formed by clad bonding or the like. Specifically, a known method is used. In particular, the intermediate layer of the present invention is preferably formed by a sputtering method. In this case, using a target according to the target composition, high-frequency power, AC power,
The target is sputtered by applying any one of DC power, and the target is sputter-deposited on a base material (substrate) to form an intermediate layer.

【0016】ターゲットは、通常、中間層と同じ組成の
ものを用いればよいが、Ta等の金属とSiとをターゲ
ットとする多元スパッタとしてもよいし、反応性スパッ
タでCやSiを導入する場合はその成分を含まないター
ゲットを用いることができる。
Usually, the target may have the same composition as that of the intermediate layer. However, it may be a multi-source sputtering using a metal such as Ta as a target and Si, or a case where C or Si is introduced by reactive sputtering. The target which does not contain the component can be used.

【0017】スパッタガスには、通常のスパッタ装置に
使用される不活性ガスが使用できる。中でも、Ar、K
r、Xeのいずれか、あるいは、これらの少なくとも1
種以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。
また、反応性スパッタを行ってもよく、反応性ガスとし
ては、炭素を導入する場合には、CH4 、C22 、C
24 、CO等を用い、珪素を導入する場合には、シラ
ンガス等を用いる。また、水素を導入する場合には、H
2等を用いる。これらの反応性ガスは単独で用いても、
2種以上を混合して用いてもよい。スパッタ時の動作圧
力は、0.2〜70Paの範囲が好ましい。また、成膜
中にスパッタガスの圧力を、前記範囲内で変化させるこ
とにより、濃度勾配を有する中間層を容易に得ることが
できる。
As the sputtering gas, an inert gas used in a usual sputtering apparatus can be used. Above all, Ar, K
r or Xe, or at least one of these
It is preferable to use a mixed gas containing at least one kind of gas.
Further, reactive sputtering may be performed. When carbon is introduced as the reactive gas, CH 4 , C 2 H 2 , C 2
When 2 H 4 , CO or the like is used to introduce silicon, a silane gas or the like is used. When hydrogen is introduced, H
Use 2 etc. Even if these reactive gases are used alone,
You may mix and use 2 or more types. The operating pressure during sputtering is preferably in the range of 0.2 to 70 Pa. Further, by changing the pressure of the sputtering gas within the above range during the film formation, an intermediate layer having a concentration gradient can be easily obtained.

【0018】スパッタ法としては、RF電源を用いた高
周波スパッタ法を用いても、DCスパッタ法を用いても
よい。スパッタ装置の電力としては、DCスパッタで
0.5〜30W/cm2程度、高周波スパッタで周波数
1〜50MHz、低周波では50kHz〜1MHz、
0.5〜30W/cm2程度が好ましい。成膜速度は1
〜300nm/minの範囲が好ましい。また、基板温
度は10〜150℃であることが好ましい。
As the sputtering method, a high frequency sputtering method using an RF power source or a DC sputtering method may be used. The power of the sputtering apparatus is about 0.5 to 30 W / cm 2 for DC sputtering, 1 to 50 MHz for high frequency sputtering, and 50 kHz to 1 MHz for low frequency.
It is preferably about 0.5 to 30 W / cm 2 . The deposition rate is 1
The range of -300 nm / min is preferable. Further, the substrate temperature is preferably 10 to 150 ° C.

【0019】また、本発明の中間層は蒸着法により形成
してもよい。蒸着法としては、抵抗加熱方式であっても
電子ビーム加熱方式であってもよい。蒸着源には、Ta
等の金属とSi等を用いる2元蒸着であっても、中間層
と同じ組成のものを用いる1元蒸着であってもよい。1
元蒸着でも、膜組成は蒸着源の組成とほぼ同じものが経
時的に安定して得られる。真空蒸着の条件は特に限定さ
れないが、真空度は10-3Pa以下、特に10-4Pa以
下が好ましい。成膜速度は、通常、1〜300nm/m
in程度が好ましい。
Further, the intermediate layer of the present invention may be formed by a vapor deposition method. The evaporation method may be a resistance heating method or an electron beam heating method. The evaporation source is Ta
Or a single vapor deposition using the same composition as the intermediate layer. 1
Even in the original deposition, a film composition substantially the same as the composition of the deposition source can be obtained stably with time. The conditions for vacuum deposition are not particularly limited, but the degree of vacuum is preferably 10 −3 Pa or less, particularly preferably 10 −4 Pa or less. The deposition rate is usually 1 to 300 nm / m
In degree is preferable.

【0020】また、中間層は、プラズマCVD法、イオ
ン化蒸着法によっても形成でき、その場合、後述するD
LC膜を参考にして成膜すればよい。
The intermediate layer can also be formed by a plasma CVD method or an ionization vapor deposition method.
The film may be formed with reference to the LC film.

【0021】ダイヤモンド状炭素膜 ダイヤモンド状炭素(DLC)膜は、ダイヤモンド様炭
素膜、i−カーボン膜等と称されることもある。ダイヤ
モンド状炭素膜については、例えば、特開昭62−14
5646号公報、同62−145647号公報、New
Diamond Forum、第4巻第4号(昭和6
3年10月25日発行)等に記載されている。
Diamond-like carbon film A diamond-like carbon (DLC) film is sometimes called a diamond-like carbon film, an i-carbon film or the like. The diamond-like carbon film is disclosed in, for example, JP-A-62-14.
Nos. 5646 and 62-145647, New
Diamond Forum, Vol. 4 No. 4 (Showa 6
Issued October 25, 2013).

【0022】DLC膜は、上記文献(New Diam
ond Forum)に記載されているように、ラマン
分光分析において、1550cm-1にブロードな(15
20〜1560cm-1)ラマン吸収のピークを有し、1
333cm-1に鋭いピークを有するダイヤモンドや、1
581cm-1に鋭いピークを有するグラファイトとは、
明らかに異なった構造を有する物質である。DLC膜の
ラマン分光分析における吸収ピークは、上記のように1
550cm -1にブロード(1520〜1560cm-1
な吸収を有するが、炭素および水素以外の上記元素を含
有することにより、これから±100cm-1程度変動す
る場合もある。DLC膜は、炭素と水素とを主成分とす
るアモルファス状態の薄膜であって、炭素同士のsp3
結合がランダムに存在することによって形成されてい
る。DLC膜の組成をCHnをモル比で表したとき、
0.05≦n≦0.7である。
The DLC film is described in the above-mentioned reference (New Diam).
as described in Raman
1550 cm for spectroscopic analysis-1(15
20-1560cm-11) having a peak of Raman absorption;
333cm-1Diamonds with sharp peaks at
581cm-1Graphite with a sharp peak at
It is a substance with a distinctly different structure. DLC film
The absorption peak in Raman spectroscopy is 1 as described above.
550cm -1Broad to (1520 ~ 1560cm-1)
But has the above-mentioned elements other than carbon and hydrogen.
By having, from now on ± 100cm-1Fluctuate
In some cases. The DLC film mainly contains carbon and hydrogen.
A thin film in an amorphous state, wherein the carbon-to-carbon sp3
Formed by the random presence of bonds
You. When the composition of the DLC film is represented by the molar ratio of CHn,
0.05 ≦ n ≦ 0.7.

【0023】本発明において、DLC膜の厚さは、通
常、1〜10000nm、好ましくは10nm〜3μm
である。
In the present invention, the thickness of the DLC film is usually 1 to 10000 nm, preferably 10 nm to 3 μm.
It is.

【0024】DLC膜は、炭素および水素に加え、Si
を含み、さらにO、N、Fの1種または2種以上を含有
していてもよい。中間層を使用しない場合は少なくとも
第1層は水素の他にSiを含有することが好ましい。こ
の場合DLC膜は、基本組成をCHxSiyOzNvF
wと表したとき、モル比を表すx、y、z、v、wがそ
れぞれ、0.05≦x≦0.7、0.01≦y≦3.
0、0≦z≦1.0、0≦v≦1.0、0≦w≦0.2
であることが好ましい。また、複数の層を形成しても良
いが、その代わりに、Siを含有する部分からSiを含
有しない部分のように、組成が厚さ方向に連続可変とな
っても良い。
The DLC film is made of Si in addition to carbon and hydrogen.
And may further contain one or more of O, N, and F. When the intermediate layer is not used, at least the first layer preferably contains Si in addition to hydrogen. In this case, the DLC film has a basic composition of CHxSiyOzNvF
When expressed as w, x, y, z, v, and w representing the molar ratio are respectively 0.05 ≦ x ≦ 0.7, 0.01 ≦ y ≦ 3.
0, 0 ≦ z ≦ 1.0, 0 ≦ v ≦ 1.0, 0 ≦ w ≦ 0.2
It is preferable that Also, a plurality of layers may be formed, but instead, the composition may be continuously variable in the thickness direction from a portion containing Si to a portion not containing Si.

【0025】DLC膜は、プラズマCVD法、イオン化
蒸着法、スパッタ法などで形成することができる。DL
C膜をプラズマCVD法により形成する場合、例えば特
開平4−41672号公報等に記載されている方法によ
り成膜することができる。プラズマCVD法におけるプ
ラズマは、直流、交流のいずれであってもよいが、交流
を用いることが好ましい。交流としては数ヘルツからマ
イクロ波まで使用可能である。また、ダイヤモンド薄膜
技術(総合技術センター発行)などに記載されているE
CRプラズマも使用可能である。また、バイアス電圧を
印加してもよい。
The DLC film can be formed by a plasma CVD method, an ionization evaporation method, a sputtering method, or the like. DL
When the C film is formed by a plasma CVD method, the C film can be formed by a method described in, for example, JP-A-4-41672. Plasma in the plasma CVD method may be either direct current or alternating current, but it is preferable to use alternating current. The alternating current can be used from a few hertz to a microwave. In addition, E described in diamond thin film technology (published by Comprehensive Technology Center), etc.
CR plasma can also be used. Further, a bias voltage may be applied.

【0026】DLC膜をプラズマCVD法により形成す
る場合、原料ガスには、下記化合物を使用することが好
ましい。CおよびHを含有する化合物として、メタン、
エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、エチ
レン、プロピレン等の炭化水素が挙げられる。C、Hお
よびSiを含む化合物としては、メチルシラン、ジメチ
ルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、ジ
エチルシラン、テトラエチルシラン、テトラブチルシラ
ン、ジメチルジエチルシラン、テトラフェニルシラン、
メチルトリフェニルシラン、ジメチルジフェニルシラ
ン、トリメチルフェニルシラン、トリメチルシリル−ト
リメチルシラン、トリメチルシリルメチル−トリメチル
シラン等がある。これらは併用してもよく、シラン系化
合物と炭化水素を用いてもよい。C+H+Oを含む化合
物としては、CH3OH、C25OH、HCHO、CH3
COCH3等がある。C+H+Nを含む化合物として
は、シアン化アンモニウム、シアン化水素、モノメチル
アミン、ジメチルアミン、アリルアミン、アニリン、ジ
エチルアミン、アセトニトリル、アゾイソブタン、ジア
リルアミン、エチルアジド、MMH、DMH、トリアリ
ルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ
フェニルアミン等がある。この他、Si+C+H、Si
+C+H+OあるいはSi+C+H+Nを含む化合物等
と、O源あるいはON源、N源、H源等とを組み合わせ
てもよい。
When the DLC film is formed by the plasma CVD method, it is preferable to use the following compound as a source gas. Methane, as a compound containing C and H,
Hydrocarbons such as ethane, propane, butane, pentane, hexane, ethylene, propylene and the like can be mentioned. Compounds containing C, H and Si include methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, tetramethylsilane, diethylsilane, tetraethylsilane, tetrabutylsilane, dimethyldiethylsilane, tetraphenylsilane,
Examples include methyltriphenylsilane, dimethyldiphenylsilane, trimethylphenylsilane, trimethylsilyl-trimethylsilane, and trimethylsilylmethyl-trimethylsilane. These may be used in combination, or a silane compound and a hydrocarbon may be used. Compounds containing C + H + O include CH 3 OH, C 2 H 5 OH, HCHO, CH 3
COCH 3 and the like. Examples of the compound containing C + H + N include ammonium cyanide, hydrogen cyanide, monomethylamine, dimethylamine, allylamine, aniline, diethylamine, acetonitrile, azoisobutane, diallylamine, ethylazide, MMH, DMH, triallylamine, trimethylamine, triethylamine, triphenylamine and the like. is there. In addition, Si + C + H, Si
A compound containing + C + H + O or Si + C + H + N may be combined with an O source or an ON source, an N source, an H source, or the like.

【0027】O源として、O2、O3等、C+O源とし
て、CO、CO2等、Si+H源として、SiH4等、H
源として、H2等、H+O源として、H2O等、N源とし
てN2、N+H源として、NH3等、N+O源として、N
O、NO2、N2OなどNOxで表示できるNとOの化合
物等、N+C源として、(CN)2等、N+H+F源と
して、NH4F等、O+F源として、OF2、O22、O
32等を用いてもよい。
O source, O 2 , O 3 etc., C + O source, CO, CO 2 etc., Si + H source, SiH 4 etc., H
H 2 or the like as source, H 2 O or the like as H + O source, N 2 as the N source, NH 3 as the N + H source, N 3 as the N + O source, N
Compounds of N and O, such as O, NO 2 , and N 2 O, which can be represented by NOx, such as (CN) 2 as an N + C source, NH 4 F as an N + H + F source, and OF 2 , O 2 F 2 as an O + F source. , O
3 F 2 or the like may be used.

【0028】上記原料ガスの流量は原料ガスの種類に応
じて適宜決定すればよい。動作圧力は、通常、1〜70
Pa、投入電力は、通常、10W〜5kW程度が好まし
い。
The flow rate of the raw material gas may be appropriately determined according to the type of the raw material gas. The operating pressure is typically between 1 and 70
Pa and the input power are usually preferably about 10 W to 5 kW.

【0029】DLC膜は、イオン化蒸着法により形成し
てもよい。イオン化蒸着法は、例えば特開昭58−17
4507号公報、特開昭59−174508号公報等に
記載されている。ただし、これらに開示された方法、装
置に限られるものではなく、原料用イオン化ガスの加速
が可能であれば他の方式のイオン蒸着技術を用いてもよ
い。この場合の装置の好ましい例としては、例えば、実
開昭59−174507号公報に記載されたイオン直進
型またはイオン偏向型のものを用いることができる。
The DLC film may be formed by an ionization vapor deposition method. The ionization deposition method is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-17 / 1983.
No. 4507, JP-A-59-174508 and the like. However, the present invention is not limited to the methods and apparatuses disclosed therein, and another type of ion vapor deposition technology may be used as long as the ionized gas for the raw material can be accelerated. As a preferable example of the device in this case, for example, an ion straight type or an ion deflection type described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-174507 can be used.

【0030】イオン化蒸着法においては、真空容器内を
10-4Pa程度までの高真空とする。この真空容器内に
は交流電源によって加熱されて熱電子を発生するフィラ
メントが設けられ、このフィラメントを取り囲んで対電
極が配置され、フィラメントとの間に電圧Vdを与え
る。また、フィラメント、対電極を取り囲んでイオン化
ガス閉じこめ用の磁界を発生する電磁コイルが配置され
ている。原料ガスはフィラメントからの熱電子と衝突し
て、プラスの熱分解イオンと電子を生じ、このプラスイ
オンはグリッドに印加された負電位Vaにより加速され
る。この、Vd、Vaおよびコイルの磁界を調整するこ
とにより、組成や膜質を変えることができる。また、バ
イアス電圧を印加してもよい。
In the ionization vapor deposition method, the inside of the vacuum vessel is set to a high vacuum of about 10 −4 Pa. A filament that is heated by an AC power supply and generates thermoelectrons is provided in the vacuum vessel. A counter electrode is arranged around the filament, and a voltage Vd is applied between the filament and the filament. In addition, an electromagnetic coil that surrounds the filament and the counter electrode and generates a magnetic field for trapping ionized gas is arranged. The source gas collides with the thermoelectrons from the filament to generate positive thermal decomposition ions and electrons, and the positive ions are accelerated by the negative potential Va applied to the grid. By adjusting Vd, Va and the magnetic field of the coil, the composition and film quality can be changed. Further, a bias voltage may be applied.

【0031】DLC膜をイオン化蒸着法により形成する
場合、原料ガスには、プラズマCVD法と同様のものを
用いればよい。上記原料ガスの流量はその種類に応じて
適宜決定すればよい。動作圧力は、通常、1〜70Pa
程度が好ましい。
When the DLC film is formed by the ionization deposition method, the same material gas as in the plasma CVD method may be used. The flow rate of the source gas may be appropriately determined according to the type. The operating pressure is usually 1 to 70 Pa
The degree is preferred.

【0032】DLC膜は、スパッタ法により形成するこ
ともできる。この場合、Ar、Kr等のスパッタ用のス
パッタガスに加えて、O2 、N2、NH3、CH4、H2
のガスを反応性ガスとして導入すると共に、C、Si、
SiO2、Si34、SiC等をターゲットとしたり、
C、Si、SiO2 、Si34、SiCの混成組成をタ
ーゲットとしたり、場合によっては、C、Si、N、O
を含む2以上のターゲットを用いてもよい。また、ポリ
マーをターゲットとして用いることも可能である。この
ようなターゲットを用いて高周波電力、交流電力、直流
電力のいずれかを印加し、ターゲットをスパッタし、こ
れを基板上にスパッタ堆積させることによりDLC膜を
形成する。高周波スパッタ電力は、通常、50W〜2k
W程度である。動作圧力は、通常、10-3〜0.1Pa
が好ましい。
The DLC film can be formed by a sputtering method. In this case, a gas such as O 2 , N 2 , NH 3 , CH 4 , H 2 or the like is introduced as a reactive gas in addition to a sputtering gas for sputtering such as Ar or Kr, and C, Si,
Targeting SiO 2 , Si 3 N 4 , SiC, etc.
A target may be a mixed composition of C, Si, SiO 2 , Si 3 N 4 , and SiC, and in some cases, C, Si, N, O
May be used. Further, a polymer can be used as a target. A DLC film is formed by applying any one of high-frequency power, AC power, and DC power using such a target, sputtering the target, and sputter depositing the target on a substrate. The high frequency sputtering power is usually 50 W to 2 k
It is about W. The operating pressure is usually 10 −3 to 0.1 Pa
Is preferred.

【0033】[0033]

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。表1に示す
組み合わせでカムおよびロッカーアームのフォロワーの
表面に中間層およびDLC膜を形成した。カムおよびフ
ォロワーの素材としてはすべてSNCM420を使用し
た。実施例のカムおよびフォロワーの基材の表面粗さは
全てRa=0.1μmとした。カムまたはフォロワーを
真空チャンバーの所定位置に配置し、排気した後、次の
条件で成膜した。
Next, embodiments of the present invention will be described. In the combinations shown in Table 1, an intermediate layer and a DLC film were formed on the surfaces of the cam and the follower of the rocker arm. SNCM420 was used for all cam and follower materials. The surface roughness of the base material of the cams and followers of the examples was all Ra = 0.1 μm. A cam or a follower was placed at a predetermined position in a vacuum chamber, and after evacuation, a film was formed under the following conditions.

【0034】<中間層の成膜>表1の中間層1をスパッ
タ法により次の条件で製造した。 使用ガス:Ar(5.1×10-2Pa・m3・s-1)=
30sccm スパッタ圧力:40Pa 投入電力:500W ターゲット:Ta、Si 膜厚:Ta(第1層) 10nm、Si(第2層) 9
0nm
<Deposition of Intermediate Layer> The intermediate layer 1 shown in Table 1 was produced by sputtering under the following conditions. Working gas: Ar (5.1 × 10 -2 Pa · m 3 · s -1 ) =
30 sccm Sputtering pressure: 40 Pa Input power: 500 W Target: Ta, Si Film thickness: Ta (first layer) 10 nm, Si (second layer) 9
0 nm

【0035】ターゲットを変え同じ成膜条件で表1に示
す中間層を成膜した。単一中間層を使用する場合の膜厚
はすべて100nmとした。
The intermediate layer shown in Table 1 was formed under the same film forming conditions while changing the target. When a single intermediate layer was used, the film thickness was all 100 nm.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】<DLCの成膜>DLC膜は自己バイアス
RFプラズマCVD法により次の条件で成膜した。DLC1 原料ガス:C24(0.017Pa・m3・s-1) 電源:RF 動作圧:66.5Pa 投入電力:500W 成膜レート:100nm/min 膜組成:CH0.21 膜厚:2μmDLC2 原料ガス:Si(OCH34(0.085Pa・m3
-1) 電源:RF 動作圧:66.5Pa 投入電力:500W 成膜レート:100nm/min 膜組成:CH0.2Si0.10.17 膜厚:2μmDLC3 原料ガス:Si(CH34(0.085Pa・m3・s
-1) 電源:RF 動作圧:66.5Pa 投入電力:500W 成膜レート:100nm/min 膜組成:CH0.24Si0.22 膜厚:2μm
<DLC Film Formation> A DLC film was formed by the self-bias RF plasma CVD method under the following conditions. DLC1 source gas: C 2 H 4 (0.017 Pa · m 3 · s −1 ) Power supply: RF Operating pressure: 66.5 Pa Input power: 500 W Film formation rate: 100 nm / min Film composition: CH 0.21 Film thickness: 2 μm DLC2 Source gas: Si (OCH 3 ) 4 (0.085 Pa · m 3 ·
s -1 ) Power supply: RF Operating pressure: 66.5 Pa Input power: 500 W Deposition rate: 100 nm / min Film composition: CH 0.2 Si 0.1 O 0.17 Film thickness: 2 μm DLC3 source gas: Si (CH 3 ) 4 (0. 085 Pa ・ m 3・ s
-1 ) Power supply: RF Operating pressure: 66.5 Pa Input power: 500 W Film formation rate: 100 nm / min Film composition: CH 0.24 Si 0.22 Film thickness: 2 μm

【0038】<評価方法>DLCをコーティングしない
ロッカーアーム(比較例)とDLCをコーティングした
ロッカーアーム(実施例)及び場合によりカムに、以下
の条件を付加して耐久試験を行った。その後の摩耗状態
を比較した。試験は、OHCを使用する自動車エンジン
において(但し単一ロッカーアーム型)、ロッカーアー
ムのフォロアー面にシムを固着し、カムをロッカーアー
ムに当接し回転させる。 この条件は商用自動車の通常の走行状態での回転数(2
000〜4000rpm)に比してはるかに過酷なF1
レベルに相当する加速試験であることに注意すべきであ
る。結果は表2に示すとおりであった。但し試験時間は
最大20時間で打ち切った。耐久性はロッカーアームの
シム面の耐久性である。
<Evaluation Method> A durability test was performed by applying the following conditions to the rocker arm not coated with DLC (Comparative Example), the rocker arm coated with DLC (Example), and optionally the cam. Subsequent wear conditions were compared. In the test, in an automobile engine using an OHC (but a single rocker arm type), a shim is fixed to the follower surface of the rocker arm, and the cam is brought into contact with the rocker arm and rotated. This condition is based on the number of revolutions (2
000-4000 rpm)
It should be noted that this is an accelerated test corresponding to the level. The results were as shown in Table 2. However, the test time was terminated at a maximum of 20 hours. The durability is the durability of the shim surface of the rocker arm.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】[0040]

【発明の効果】表1において耐久性時間は記載の時間を
超えるとエンジンの稼働が停止することを示す。本発明
の実施例によると、比較例1に対して極めて耐久性の高
いカム・ロッカーアームが提供できたことが分かる。本
発明によると、少なくともロッカーアームに被覆するダ
イヤモンド状薄膜の材質を適正に選択することおよび/
または適正な中間層を使用することにより密着性を向上
し、耐摩耗性を格段に向上することが出来た。
In Table 1, the endurance time indicates that the operation of the engine is stopped if the endurance time is exceeded. According to the example of the present invention, it can be seen that a cam / rocker arm having extremely high durability was provided in comparison with Comparative Example 1. According to the present invention, the material of the diamond-like thin film to be coated on at least the rocker arm is properly selected and / or
Alternatively, by using an appropriate intermediate layer, the adhesion was improved, and the abrasion resistance was significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用できるカムおよびフォロワーを備
えた動力伝達系の構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a power transmission system including a cam and a follower to which the present invention can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3、3’ カム 12、12’ フォロワー 13、13’ ロッカーアーム 15、15’ ロッカーアーム軸 17、17’ ばね 19、19’ リテーナー 21、21’ バルブ棒 23 燃料バルブ 23’ 排気バルブ 3, 3 'cam 12, 12' follower 13, 13 'rocker arm 15, 15' rocker arm shaft 17, 17 'spring 19, 19' retainer 21, 21 'valve rod 23 fuel valve 23' exhaust valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松場 康浩 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティー ディーケイ株式会社内 (72)発明者 吉野 良子 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティー ディーケイ株式会社内 (72)発明者 橋本 靖 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティー ディーケイ株式会社内 (72)発明者 宮内 泉 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティー ディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 3G016 AA06 AA19 BA34 BB09 BB21 BB29 EA07 EA11 EA24 FA18 FA21 GA02 4G046 CA02 CB03 CC06 4K030 AA06 AA09 AA10 AA14 BA18 BA22 BA24 BA28 BA29 BA35 BA48 BA56 BA57 BB12 BB13 CA02 FA01 LA23  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuhiro Matsuba 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside TDK Corporation (72) Inventor Ryoko Yoshino 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside DK Co., Ltd. (72) Inventor Yasushi Hashimoto 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation (72) Inventor Izumi Miyauchi 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK F term (reference) 3G016 AA06 AA19 BA34 BB09 BB21 BB29 EA07 EA11 EA24 FA18 FA21 GA02 4G046 CA02 CB03 CC06 4K030 AA06 AA09 AA10 AA14 BA18 BA22 BA24 BA28 BA29 BA35 BA48 BA56 BA57 BB12 BB13 CA02 FA01 LA23

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カムと、その回転運動による駆動力を受
けるロッカアームとを備えた伝達系において、前記ロッ
カーアームの前記カムと摺動係合する面にダイヤモンド
状炭素膜を施したことを特徴とするロッカーアーム。
1. A transmission system comprising a cam and a rocker arm receiving a driving force due to its rotational movement, wherein a surface of the rocker arm slidingly engaged with the cam is provided with a diamond-like carbon film. Rocker arm.
【請求項2】 前記ダイヤモンド状炭素膜は、炭素と水
素とからなり、その組成をCHnをモル比で表したと
き、 0.05≦n≦0.7 または、前記ダイヤモンド状炭素膜に珪素を含み、酸
素、窒素、フッ素が含まれても良く、組成をCHxSi
yOzNvFwで表したとき、 0.05≦x≦0.7 0.01≦y≦3.0 0≦z≦1.0 0≦v≦1.0 0≦w≦0.2 で表されるダイヤモンド状炭素膜の少なくとも1層より
なる請求項1のロッカーアーム。
2. The diamond-like carbon film is composed of carbon and hydrogen, and when its composition is represented by a molar ratio of CHn, 0.05 ≦ n ≦ 0.7 or silicon is added to the diamond-like carbon film. Oxygen, nitrogen, fluorine may be contained, and the composition is CHxSi
When represented by yOzNvFw, a diamond represented by the following formula: 0.05 ≦ x ≦ 0.7 0.01 ≦ y ≦ 3.0 0 ≦ z ≦ 1.00 0 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2 The rocker arm according to claim 1, comprising at least one layer of a carbon-like film.
【請求項3】 前記ダイヤモンド状炭素膜は、CHxS
iyOzNvFw (但し0.05≦x≦0.7 0.01≦y≦3.0 0≦z≦1.0 0≦v≦1.0 0≦w≦0.2) で表されるダイヤモンド状炭素膜、及びCHn (但し0.05≦n≦0.7)で表されるダイヤモンド
状炭素膜の少なくとも2層を形成するか、またはこれら
の組成の一方の組成から他方の組成に連続的に変化した
層を含むことを特徴とする請求項1のロッカーアーム。
3. The method according to claim 2, wherein the diamond-like carbon film is made of CHxS.
iyOzNvFw (provided that 0.05 ≦ x ≦ 0.7 0.01 ≦ y ≦ 3.0 0 ≦ z ≦ 1.00 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2) Forming at least two layers of a film and a diamond-like carbon film represented by CHn (where 0.05 ≦ n ≦ 0.7), or continuously changing from one of these compositions to the other The rocker arm of claim 1, comprising a layer formed.
【請求項4】 前記ロッカーアームの面と前記ダイヤモ
ンド状炭素膜との間に(a)第5A族金属(V、Nb、
Ta)、第6A族金属(Cr、Mo、W)、Ti、およ
びZrより選択された少なくとも一種を主成分とする珪
化物または硅炭化物、(b)第5A族金属(V、Nb、
Ta)より選択された少なくとも一種を主成分とする金
属膜とその上に形成されたSi膜またはSiを主成分と
する金属膜、または(c)第5A族金属(V、Nb、T
a)、第6A族金属(Cr、Mo、W)、Ti、および
Zrより選択された少なくとも一種の金属膜とその上に
形成された炭化硅素膜、よりなる中間層を形成したこと
を特徴とする請求項1、2または3のロッカーアーム。
4. A method comprising: (a) a Group 5A metal (V, Nb,
Ta), a silicide or silicide containing at least one selected from Group 6A metals (Cr, Mo, W), Ti and Zr; (b) a Group 5A metal (V, Nb,
Ta) a metal film mainly composed of at least one selected from Ta) and a Si film or a metal film mainly composed of Si formed thereon, or (c) a Group 5A metal (V, Nb, T
a) an intermediate layer comprising at least one metal film selected from Group 6A metals (Cr, Mo, W), Ti, and Zr and a silicon carbide film formed thereon; 4. A rocker arm according to claim 1, 2 or 3, wherein:
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかのロッカーアー
ムと摺動係合するカムの面に、ダイヤモンド状炭素膜を
形成したことを特徴とするロッカーアームとカムの組み
合わせ。
5. A combination of a rocker arm and a cam, wherein a diamond-like carbon film is formed on a surface of the cam which is slidably engaged with the rocker arm according to claim 1.
【請求項6】 前記カムの面に形成したダイヤモンド状
炭素膜は、炭素と水素とからなり、その組成をCHnを
モル比で表したとき、 0.05≦n≦0.7 で表されるダイヤモンド状炭素膜、または、前記ダイヤ
モンド状炭素膜に珪素を含み、酸素、窒素、フッ素が含
まれても良く、組成をCHxSiyOzNvFwで表し
たとき、 0.05≦x≦0.7 0.01≦y≦3.0 0≦z≦1.0 0≦v≦1.0 0≦w≦0.2 で表されるダイヤモンド状炭素膜の少なくとも1層より
なる請求項5のロッカーアームとカムの組み合わせ。
6. The diamond-like carbon film formed on the surface of the cam is composed of carbon and hydrogen, and the composition thereof is represented by the following formula when the molar ratio of CHn is 0.05 ≦ n ≦ 0.7. The diamond-like carbon film or the diamond-like carbon film may contain silicon, and may contain oxygen, nitrogen, and fluorine. When the composition is represented by CHxSiyOzNvFw, 0.05 ≦ x ≦ 0.7 0.01 ≦ 6. The combination of a rocker arm and a cam according to claim 5, comprising at least one layer of a diamond-like carbon film represented by y ≦ 3.0 0 ≦ z ≦ 1.00 0 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2. .
【請求項7】 前記カムの面に形成したダイヤモンド状
炭素膜は、CHxSiyOzNvFw (但し0.05≦x≦0.7 0.01≦y≦3.0 0≦z≦1.0 0≦v≦1.0 0≦w≦0.2) で表されるダイヤモンド状炭素膜、及びCHn (但し0.05≦n≦0.7)で表されるダイヤモンド
状炭素膜の少なくとも2層を形成するか、またはこれら
の組成の一方の組成から他方の組成に連続的に変化した
層を形成したことを特徴とする請求項5のロッカーアー
ムとカムの組み合わせ。
7. The diamond-like carbon film formed on the surface of the cam is CHxSiyOzNvFw (0.05 ≦ x ≦ 0.7 0.01 ≦ y ≦ 3.00 ≦ z ≦ 1.00 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2) and at least two layers of a diamond-like carbon film represented by CHn (where 0.05 ≦ n ≦ 0.7) 6. The combination of a rocker arm and a cam according to claim 5, wherein a layer in which one of these compositions is continuously changed from the other composition to the other composition is formed.
【請求項8】 前記カムの面と前記ダイヤモンド状炭素
膜との間に、(a)第5A族金属(V、Nb、Ta)、
第6A族金属(Cr、Mo、W)、Ti、およびZrよ
り選択された少なくとも一種を主成分とする珪化物また
は硅炭化物、(b)第5A族金属(V、Nb、Ta)よ
り選択された少なくとも一種を主成分とする金属膜とそ
の上に形成されたSi膜またはSiを主成分とする金属
膜、または(c)第5A族金属(V、Nb、Ta)、第
6A族金属(Cr、Mo、W)、Ti、およびZrより
選択された少なくとも一種の金属膜とその上に形成され
た炭化硅素膜、よりなる中間層を形成したことを特徴と
する請求項5〜7のいずれかのロッカーアームとカムの
組み合わせ。
8. Between the surface of the cam and the diamond-like carbon film, (a) a Group 5A metal (V, Nb, Ta);
A silicide or silicide containing at least one selected from Group 6A metals (Cr, Mo, W), Ti, and Zr; and (b) a Group 5A metal (V, Nb, Ta). Or a Si film or a Si-based metal film formed thereon, or (c) a Group 5A metal (V, Nb, Ta) or a Group 6A metal ( 8. An intermediate layer comprising at least one metal film selected from the group consisting of Cr, Mo, W), Ti, and Zr and a silicon carbide film formed thereon. Combination of Kano rocker arm and cam.
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