JP2012036438A - 被膜の成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被成膜体の非成膜部位を除く部位に被膜を成膜するとともに、成膜部位における硬度の低下を抑制することが可能な被膜の成膜方法を提供する。
【解決手段】真空蒸着室３０内に円柱状のプラズマ３ａを発生させると共に真空蒸着室３０内に材料ガスを供給し、被成膜体である第１シャフト１０にパルス電圧を印加して第１シャフト１０の表面にＤＬＣ膜１２１を形成する。第１シャフト１０のＤＬＣ膜１２１を形成しない非成膜部位であるヨーク１１には、ＤＬＣ膜１２１を形成すべき成膜部位であるスプライン嵌合部１２との間に、スプライン嵌合部１２におけるＤＬＣ膜１２１の硬度の低下を抑制するための隔離間隔をおいて、ヨーク１１を遮蔽する治具４１を装着する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被膜の成膜方法に関する。

従来より、摺動部の耐摩耗性及び潤滑性の向上を目的として、他の部材と摺動する摺動部材にＤＬＣ（Diamond Like Carbon：ダイヤモンド・ライク・カーボン）膜を成膜することが行われている。また、摺動部材の各部位のうち、ＤＬＣ膜を成膜しないことが望ましい部位が存在する場合には、まず摺動部材の全体にＤＬＣ膜を成膜し、その後、一部の部位についてＤＬＣ膜を除去することが行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のＤＬＣ被膜除去方法では、ＤＬＣ膜を除去すべき部位に開口を有するマスキング部材で被加工物を覆い、エッチングガスを２６ＭＰａ以上で吹き付けることにより、ＤＬＣ膜をエッチングして除去している。

特開２００６−９１１０号公報

特許文献１に記載のＤＬＣ被膜除去方法によれば、所望の部位のみにＤＬＣ膜が形成された部材を得ることができるが、ＤＬＣ膜を一旦成膜した後に除去しなければならないので、工程数が増大し、コストアップの要因となる。

また、被加工物にマスキング部材を装着し、このマスキング部材で被加工物の一部を遮蔽してＤＬＣ膜を成膜した場合には、マスキング部材を装着しない場合に比較して、ＤＬＣ膜の硬度が低下することが本発明者らによって確認されている。

そこで、本発明の課題は、被成膜体の非成膜部位を除く部位に被膜を成膜するとともに、成膜部位における被膜の硬度の低下を抑制することが可能な被膜の成膜方法を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、成膜部位における被膜の硬度は、非成膜部位を遮蔽する遮蔽部材と成膜部位との間隔に相関があることを知得し、本発明をなすに至った。そこで、本発明は、上記課題を解決するために、以下の被膜の成膜方法を提供する。

［１］真空蒸着室内に円柱状のプラズマを発生させると共に前記真空蒸着室内に材料ガスを供給し、パルス電圧を被成膜体に印加して前記被成膜体に被膜を形成する被膜の成膜方法であって、前記被成膜体の前記被膜を形成しない非成膜部位には、前記被膜を形成すべき成膜部位との間に前記成膜部位における前記被膜の硬度の低下を抑制するための隔離間隔をおいて、前記非成膜部材を遮蔽する遮蔽部材を装着する被膜の成膜方法。

［２］前記被成膜体は、前記成膜部位が前記プラズマと平行になるように前記真空蒸着室内に配置され、前記被成膜体をその軸方向周りに回転させながら前記成膜部位に前記被膜を形成する前記［１］に記載の被膜の成膜方法。

［３］前記被成膜体は、軸方向の一端に前記非成膜部位を有する軸状部材であり、２つの前記被成膜体をその軸方向の他端部同士が向かい合うようにして真空蒸着室内に配列し、前記成膜部位に前記被膜を形成する前記［１］又は［２］に記載の被膜の成膜方法。

［４］前記被成膜体は、軸方向に伸縮可能な車両用プロペラシャフトを構成する軸状の構成部材であり、前記成膜部位は、前記車両用プロペラシャフトの伸縮により前記車両用プロペラシャフトの他の構成部材と軸方向に摺動するスプライン嵌合部であり、前記非成膜部位は、前記車両用プロペラシャフトを他の駆動軸に連結するための連結部である前記［１］乃至［３］の何れか１項に記載の被膜の成膜方法。

［５］前記被成膜体の軸方向における前記連結部の先端部は円弧状であり、前記遮蔽部材の前記連結部の先端部に対応する部位は、同先端部の円弧に適合した円弧状に形成されている前記［４］に記載の被膜の成膜方法。

［６］前記プラズマから見た場合における前記被成膜体と前記遮蔽部材との寸法関係が下記の関係式を満たす前記［４］又は［５］に記載の被膜の成膜方法。
α１×α２／γ２≧３．４８
ただし、α１は前記隔離間隔、α２は前記成膜部位を介在して装着された２つの遮蔽部材間の距離、γは前記成膜部位の表面から前記遮蔽部材の前記プラズマ側の表面までの平均距離。

［７］前記連結部は、幅方向が厚み方向よりも長く形成され、前記プラズマから見た場合における前記被成膜体と前記遮蔽部材との寸法関係が下記の関係式を満たす前記［４］又は［５］に記載の被膜の成膜方法。
α１×α２／（β１×β２）≧５．９
ただし、α１は前記隔離間隔、α２は前記成膜部位を介在して装着された２つの遮蔽部材間の距離、β１は前記成膜部位の表面から前記連結部の幅方向における前記遮蔽部材の前記プラズマ側の表面までの距離、β２は前記成膜部位の表面から前記連結部の厚み方向における前記遮蔽部材の前記プラズマ側の表面までの距離。

本発明によれば、被成膜体の非成膜部位を除く部位に被膜を成膜するとともに、成膜部位における被膜の硬度の低下を抑制することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両用プロペラシャフトの構成例を示す部分断面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る第１シャフトと第２シャフトとの嵌合構造を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は（ａ）の第１シャフトの一部拡大図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置の構成例を示す概略図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る図３に示す熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置のＢ−Ｂ断面図である。 図５は、本発明の実施例１に係る治具及び第１シャフトを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図６は、本発明の実施例１に係る組立体の構成例を示し、（ａ）は９０°の位相から見た状態を、（ｂ）は０°の位相から見た状態を、それぞれ示す。 図７は、本発明の実施例１に係る治具及び第１シャフトを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図８は、本発明の実施例１に係る組立体の構成例を示し、（ａ）は９０°の位相から見た状態を、（ｂ）は０°の位相から見た状態を、それぞれ示す。 図９（ａ）は、実施例１及び２に係る組立体について、治具とスプライン嵌合部のＤＬＣ膜の硬度の測定部位との寸法関係及び表面硬度の測定結果を示す表である。図９（ｂ）は、（α_１×α_２／（β_９０×β_０））の演算値と各測定部位の表面硬度との関係を示すグラフである。図９（ｃ）は、（α_１×α_２）／γ^２の演算値と各測定部位の表面硬度との関係を示すグラフである。

以下に、本発明の実施の形態を、車両の駆動源の駆動力を車輪側に伝達する車両用のプロペラシャフトの一部材に適用した場合を例にとって説明する。

図１は、車両用のプロペラシャフト１００の構成例を示す部分断面図である。図１に示すように、このプロペラシャフト１００は、第１シャフト１０と第２シャフト２０とを構成部材として含み、これら第１シャフト１０及び第２シャフト２０を摺動可能に連結して構成されている。この構成により、プロペラシャフト１００は軸方向に伸縮可能である。

第１シャフト１０の表面のうち、プロペラシャフト１００の伸縮に伴って第２シャフトと軸方向に摺動する部分には、耐摩耗性及び摺動性を向上させるための被膜（後述）が成膜されている。すなわち、第１シャフト１０は被成膜体の一例である。

（第１シャフトの構成）
第１シャフト１０は、例えば焼入れ焼戻しないし、熱処理無しのＳ３５Ｃ等の機械構造用炭素鋼からなる、中空の軸状部材である。第１シャフト１０の中心部には、中心軸線Ｏ_１に沿って軸方向に貫通する貫通孔１０ａが形成されている。

第１シャフト１０の一端部には、車両の他の駆動軸、例えばディファレンシャルギヤの入力シャフト（図示せず）と連結するための連結部としてのヨーク１１が一体に設けられている。また、第１シャフト１０の他端部には、その外周面に軸方向に延びる複数の外周スプライン歯１２０が等間隔で形成された円筒状のスプライン嵌合部１２が設けられている。

ヨーク１１は、中心軸線Ｏ_１に沿った方向の断面がＵ字状に形成され、中心軸線Ｏ_１方向の底部に形成された基端部１１０と、基端部１１０から中心軸線Ｏ_１の方向に沿って突出して形成されて互いに対向する一対のアーム１１１，１１１とを有している。この一対のアーム１１１，１１１には、連結部材である十字軸継手（図示せず）の軸部を回転可能に支持するための軸受を保持する保持孔１１１ａ，１１１ａが形成されている。

ヨーク１１とスプライン嵌合部１２との間には、軸方向に延びる円筒状の軸部１３が設けられている。軸部１３は、スプライン嵌合部１２の外径よりも小径に形成されている。

（第２シャフトの構成）
第２シャフト２０は、例えばＳ２０Ｃ等の機械構造用炭素鋼からなる中空の軸状部材である。この第２シャフト２０の一端部には、車両のトランスミッションの出力シャフト（図示せず）と連結するためのヨーク２１が一体に設けられている。ヨーク２１は、第２シャフト２０をトランスミッションの出力シャフトに連結する十字軸継手２４の一対の軸部を回転可能に保持している。

また、第２シャフト２０の他端部には、筒状のスプライン嵌合部２２が設けられている。スプライン嵌合部２２の内周面には、軸方向に延びる複数の内周スプライン歯２２０が形成されている。ヨーク２１とスプライン嵌合部２２との間には、例えば摩擦圧接によりヨーク２１及びスプライン嵌合部２２と結合された円筒部２３が介在している。

（第１シャフトと第２シャフトとの嵌合構造）
図２は、第１シャフト１０と第２シャフト２０との嵌合構造を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は（ａ）の第１シャフト１０の一部拡大図である。

図２（ａ）に示すように、スプライン嵌合部１２は、スプライン嵌合部２２の内側に、互いの軸線が一致するように配置されている。そして、スプライン嵌合部１２の複数の外周スプライン歯１２０とスプライン嵌合部２２の複数の内周スプライン歯２２０とが互いに噛み合わされて嵌合されている。この構造により、第１シャフト１０と第２シャフト２０とは、相対回転不能かつ軸方向に摺動可能に連結されている。

（ＤＬＣ膜の構成）
図２（ｂ）に示すように、第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２の外周側の表面には、被膜の一例としてのＤＬＣ膜１２１が形成されている。ＤＬＣ膜１２１は、炭素を主成分とした非晶質構造を有するダイヤモンド状炭素薄膜である。より具体的には、ＤＬＣ膜１２１は、第１シャフト１０への密着力を高めるためのクロム等の材料からなる中間層と、この中間層の上に形成され、Ｓｉの含有量が表面に近づくに従って低くなる傾斜組成を有するＳｉ含有のＤＬＣ（ＤＬＣ−Ｓｉ）層からなる二層構造を有している。

ＤＬＣ膜１２１は、その膜厚が例えば０．４〜１０μｍであり、第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２への密着力は１０Ｎ以上である。なお、図２（ｂ）では、説明のためにＤＬＣ膜１２１の厚みを誇張して表している。

このようなＤＬＣ膜を形成する方法としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、イオン蒸着法等が知られているが、本実施の形態では、熱陰極ＰＩＧ（Penning Ionization Gauge）プラズマＣＶＤ法を用いてＤＬＣ膜１２１を成膜する場合について説明する。

（熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置の構成）
図３は、熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３の構成例を示す概略図である。
図４は、図３に示す熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３のＢ−Ｂ断面図である。

図３に示すように、この熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３は、上面に開口部３０ａを有する真空蒸着室３０と、その開口部３０ａを覆うように設けられたプラズマ室３１とを有している。

真空蒸着室３０は、上壁３０１、側壁３０２、及び底壁３０３によって構成される壁部３００によって外部から区画されている。上壁３０１にはプラズマ室３１に連通する開口部３０ａが形成されている。また、側壁３０２には排気口３０２ａが形成され、排気口３０２ａは真空ポンプ（図示せず）に接続されている。

プラズマ室３１には、熱陰極３１１、陽極３１２、電子注入電極３１３、及びガスノズル３１４が配置されている。真空蒸着室３０とプラズマ室３１との間は、フッ素樹脂やアルミナ等からなる絶縁体３２により絶縁されている。

熱陰極３１１は、例えばタングステンフィラメントであり、直流電源３１５から供給される電力により熱電子が放出される温度（例えば２０００℃）に加熱される。陽極３１２は、アノード電源３１６によって熱陰極３１１に対して正の電圧が印加される。電子注入電極３１３は、電子注入電源３１７を介して熱陰極３１１に接続されるとともに接地されている。熱陰極３１１、陽極３１２、及び電子注入電極３１３は、プラズマ室３１の壁部３１０から浮遊しており、プラズマ室３１は絶縁電位に維持されている。

真空蒸着室３０の上側には、プラズマ室３１を囲むように、上壁３０１に対向して第１のコイル３３が配置されている。真空蒸着室３０の下側には、底壁３０３に対向して、第１のコイル３３と同径の第２のコイル３４が配置されている。また、真空蒸着室３０内に材料ガスを導入するノズル３５が側壁３０２を貫通して設けられている。

真空蒸着室３０内には、開口部３０ａを介してプラズマ室３１に対向し、真空蒸着室３０の壁部３００から浮遊した状態で、反射電極３０４が配置されている。また、真空蒸着室３０内における反射電極３０４の下側には、底壁３０３を挟んで真空蒸着室３０の外部に配置されたモータ３６によって回転駆動される円板状の第１の回転台３０５が配置されている。第１の回転台３０５の上側には、第１の回転台３０５よりも小径に形成され、図示しない歯車機構によって第１の回転台３０５の回転に伴って回転する円板状の複数の第２の回転台３０６が設けられている。

それぞれの第２の回転台３０６には、３つの第１シャフト１０が、それぞれの貫通孔１０ａ（図１参照）を棒状の支持軸３０７に貫通させて支持されている。支持軸３０７は第２の回転台３０６の回転軸上に立設している。それぞれの第１シャフト１０の一端部は、ヨーク１１を覆うように装着された遮蔽部材としての治具４１により遮蔽されている。最上部に位置する第１シャフト１０と、中央部に位置する第１シャフト１０に装着された治具４１との間には、環状のスペーサ４２が配置されている。治具４１の詳細については後述する。

このように、３つの第１シャフト１０、３つの治具４１、及びスペーサ４２が組み合わされてなる組立体４０は、図４に示すように、第２の回転台３０６の回転に伴って第１シャフト１０の軸方向回りに回転するとともに、第１の回転台３０５の回転に伴って反射電極３０４の周りを回転する。

組立体４０を構成する３つの第１シャフト１０には、モータ３６の回転軸３６０等を介した図示しない配線により、非対称パルス電源３７が接続されている。非対称パルス電源３７は、所定の周波数（例えば、１０〜２５０ｋＨｚ）で負電圧の絶対値が正電圧の絶対値よりも大きいパルス電圧を各第１シャフト１０に印加する。

また、図４に示すように、真空蒸着室３０内には、クロム等の金属からなるスパッタ源３８、及び組立体４０を所定の温度に加熱するためのヒータ３９が配置されている。

（ＤＬＣ膜の成膜工程）
第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２にＤＬＣ膜１２１を成膜する際は、まず真空蒸着室３０内に３つの第１シャフト１０等からなる組立体４０を第２の回転台３０６の上に設置する。図４に示す例では、真空蒸着室３０内に１２組の組立体４０が設置される。次に、真空ポンプによって排気口３０２ａから真空蒸着室３０内の空気を排出して真空蒸着室３０内を略真空状態とする。

次に、モータ３６を駆動して第１の回転台３０５及び第２の回転台３０６を回転させるとともに、熱陰極３１１、陽極３１２、電子注入電極３１３に通電して真空蒸着室３０内の中心部にプラズマ３ａを発生させる。このプラズマ３ａは、開口部３０ａと反射電極３０４との間に発生し、第１のコイル３３及び第２のコイル３４による磁力によって中央部が膨らんだ円柱状に維持される。また、非対称パルス電源３７から各第１シャフト１０にパルス電圧を印加する。

次に、ガスノズル３１４からＡｒガス及びＨ_２ガスを導入して第１シャフト１０の治具４１により遮蔽されていない部分（非遮蔽部分）を放電洗浄する。

次に、モータ３６の駆動及びパルス電圧の印加を継続しながら、スパッタリングによってスパッタ源３８から放出されたクロムを第１シャフト１０の非遮蔽部分に付着させる。さらに、ノズル３５からＴＭＳ（テトラメチルシラン：Ｓｉ（ＣＨ_３）_４）ガス、及び炭化水素系のＣ_２Ｈ_２等の材料ガスを供給し、これらの材料ガスをプラズマ３ａの径方向に放射状に加速して、プラズマ３ａと平行になるように配置されている各第１シャフト１０の非遮蔽部分に衝突及び付着させ、ＤＬＣ膜１２１を各第１シャフト１０に形成する。

以下に、本発明の成膜方法を、実施例１及び２を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

実施例１及び２は、ともに図３に例示した熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３を用いて第１シャフト１０にＤＬＣ膜１２１を成膜するが、第１シャフト１０のヨーク１１をカバーする治具の形状が異なっている。

（実施例１）
図５は、実施例１に係る治具４１の断面、及びこの治具４１にヨーク１１を含む一端部がカバーされた第１シャフト１０を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

治具４１は、例えば炭素鋼等の鋼材からなり、中空の三角形柱状を呈している。この治具４１は、断面円弧状の底壁４１０と、平面視で三角形状であり、互いに対向する第１の側壁４１１及び第２の側壁４１２と、平面視で四角形状であり、第１の側壁４１１及び第２の側壁４１２の間に形成された第３の側壁４１３及び第４の側壁４１４と、底壁４１０に対向する天壁４１５とを有している。

底壁４１０は、その断面形状がアーム１１１の半円状の先端部１１１ｂの円弧の曲率に適合する曲率で形成されている。より具体的には、底壁４１０は、その内面４１０ａがアーム１１１の先端部１１１ｂの曲率と同じ曲率もしくはそれよりもやや小さい曲率（例えば先端部１１１ｂの曲率の０．７〜１．０倍）で形成された樋（とい）状である。底壁４１０には、支持軸３０７（図３参照）を挿通させるための貫通孔（図示せず）が形成されている。

天壁４１５は、平面視で四角形状であり、その中心部に第１シャフト１０の軸部１３を挿通させる挿通孔４１５ａが形成されている。第３の側壁４１３及び第４の側壁４１４が天壁４１５となす角は、ともに鋭角である。

第１シャフト１０は、アーム１１１の先端部１１１ｂが治具４１の底壁４１０の内面４１０ａに当接するようにして、ヨーク１１のアーム１１１，１１１及び基端部１１０を含む一端部が治具４１に覆われている。軸部１３の一部と第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２は、治具４１でカバーされる範囲外にある。

治具４１に覆われたヨーク１１は、ＤＬＣ膜１２１が成膜されない非成膜部位である。ヨーク１１に硬質のＤＬＣ膜１２１が成膜されないことにより、成膜処理後におけるヨーク１１に対する機械加工が容易となる。

ヨーク１１は、図４（ａ）に示す方向から見た幅方向の長さｗが、図４（ｂ）に示す方向から見た厚み方向の長さｔよりも長く形成されている。ここで、幅方向はアーム１１１の保持孔１１１ａの中心軸方向であり、厚み方向はこの幅方向及び中心軸線Ｏ_１に直交する方向である。また、ヨーク１１の幅方向の長さｗ及び厚み方向の長さｔは、スプライン嵌合部１２の外周面の直径（４９ｍｍ）よりも大きく形成されている。治具４１が第１シャフト１０に装着された状態において、ヨーク１１の幅方向における治具４１の長さｌ_１は、ヨーク１１の厚み方向における治具４１の長さｌ_２と同等である。

また、第１シャフト１０の治具４１に覆われていない部位のうち、スプライン嵌合部１２はＤＬＣ膜１２１を形成すべき成膜部位である。軸部１３は、治具４１に覆われていないために、少なくともその一部にＤＬＣ膜１２１が形成され得るが、軸部１３は他の部材と摺動しないため、軸部１３におけるＤＬＣ膜１２１は必ずしも必要ではない。また、軸部１３におけるＤＬＣ膜１２１の硬度についても要求されない。つまり、軸部１３は、成膜部位と非成膜部位との間に位置する中間部位である。

治具４１は、第１シャフト１０の中心軸線Ｏ_１を含む平面で２部材に分割可能であり、分割された状態で第１シャフト１０の一端部を挟み込み、その後、２部材を連結することで第１シャフト１０に装着される。なお、天壁４１５の挿通孔４１５ａをヨーク１１が挿通可能な大きさに形成し、２部材に分割することなく第１シャフト１０に装着可能としてもよい。

図６は、３つの第１シャフト１０、３つの治具４１、及びスペーサ４２を組み合わせ、熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３の真空蒸着室３０内にセットされる組立体４０に構成した状態を示す構成図であり、（ａ）は治具４１の第３の側壁４１３の側から見た状態（位相：９０°）を、（ｂ）は治具４１の第１の側壁４１１の側から見た状態（位相：０°）を、それぞれ示す。

３つの第１シャフト１０は、それぞれが同じ大きさ及び形状を有しているが、以下の説明ではこれらを区別するため、真空蒸着室３０内にセットされたときに最も上側（プラズマ室３１側）に位置する第１シャフト１０を「上側第１シャフト（符号１０Ａ）」、最も下側に位置する第１シャフト１０を「下側第１シャフト（符号１０Ｃ）」、上側第１シャフト１０Ａと下側第１シャフト１０Ｃとの間に位置する第１シャフト１０を「中側第１シャフト（符号１０Ｂ）」と称して説明する。

上側第１シャフト１０Ａ、中側第１シャフト１０Ｂ、及び下側第１シャフト１０Ｃは、それぞれの中心軸線が一致するように、軸方向に沿って一列に配列される。上側第１シャフト１０Ａ及び中側第１シャフト１０Ｂは、ヨーク１１側の端部が上側を向くように配置され、下側第１シャフト１０Ｃはヨーク１１側の端部が下側を向くように配置される。上側第１シャフト１０Ａ、中側第１シャフト１０Ｂ、及び下側第１シャフト１０Ｃのヨーク１１は、それぞれ治具４１によりカバーされ、真空蒸着室３０に発生するプラズマ３ａから遮蔽される。

上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２側の端面１２ａと中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１との間には、スペーサ４２が配置されている。また、中側第１シャフト１０Ｂと下側第１シャフト１０Ｃとは、互いのスプライン嵌合部１２側の端面１２ａ同士が向かい合うように配置される。

上側第１シャフト１０Ａ、中側第１シャフト１０Ｂ、及び下側第１シャフト１０Ｃの軸方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交して熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３の真空蒸着室３０内にセットされたときにプラズマ３ａに向かう方向をＹ方向とすると、図６（ａ）に示すように、上側第１シャフト１０Ａに装着された治具４１の下端と上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の上端との間のＸ方向の寸法ａ_１は３５ｍｍ、上側第１シャフト１０Ａに装着された治具４１の下端と中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１の上端との間のＸ方向の寸法ｂ_１は１４３ｍｍ、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の下端と中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１の上端との間のＸ方向の寸法ｃ_１は９ｍｍである。なお、寸法ｃ_１はスペーサ４２の厚みに相当する。

また、中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１の下端と中側第１シャフト１０Ｂのスプライン嵌合部１２の上端との間のＸ方向の寸法ｄ_１は３５ｍｍ、中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１の下端と下側第１シャフト１０Ｃに装着された治具４１の上端との間のＸ方向の寸法ｅ_１は２７２ｍｍである。

また、上側第１シャフト１０Ａ、中側第１シャフト１０Ｂ、及び下側第１シャフト１０Ｃのスプライン嵌合部１２の外周面（外周スプライン歯１２０の先端部）と、９０°位相における各治具４１のＹ方向の端部との間のＹ方向の寸法ｆ_１は２３ｍｍである。

また、図６（ｂ）に示すように、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の外周面と、０°位相における中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１の先端部４１ａとの間のＹ方向の寸法ｇ_１は２５ｍｍである。ただし、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の外周面は、０°位相における中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１の先端部４１ａよりも＋Ｙ方向に突出しているので、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の外周面の＋Ｙ方向への突出量は０ｍｍである。

また、中側第１シャフト１０Ｂのスプライン嵌合部１２の外周面と、０°位相における中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１のＹ方向の端部との間のＹ方向の寸法ｈ_１は２３ｍｍである。なお、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の外周面と０°位相における上側第１シャフト１０Ａに装着された治具４１のＹ方向の端部との間のＹ方向の寸法、及び下側第１シャフト１０Ｃのスプライン嵌合部１２の外周面と０°位相における下側第１シャフト１０Ｃに装着された治具４１のＹ方向の端部との間のＹ方向の寸法も、寸法ｈ_１と同じ２３ｍｍである。

寸法ａ_１，寸法ｃ_１，及び寸法ｄ_１は、治具４１の近傍においてＤＬＣ膜１２１の硬度が低下するとの知見に基づいて、スプライン嵌合部１２におけるＤＬＣ膜１２１の硬度の低下を抑制するために設けられた隔離間隔の一例である。本実施例では、この隔離間隔を９ｍｍ以上に設定している。

（実施例２）
図７は、実施例２に係る治具５１の断面、及びこの治具５１にヨーク１１を含む一端部がカバーされた第１シャフト１０を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

治具５１は、例えば炭素鋼等の鋼材からなり、中空の直方体状を呈している。この治具５１は、底壁５１０と、底壁５１０に対向する天壁５１５と、底壁５１０及び天壁５１５の間に形成された第１の側壁５１１，第２の側壁５１２，第３の側壁５１３，及び第４の側壁５１４とを有している。天壁５１５は、その中心部に第１シャフト１０の軸部１３を挿通させる挿通孔５１５ａが形成されている。

第１の側壁５１１と第３の側壁５１３、及び第２の側壁５１２と第４の側壁５１４は、第１シャフト１０のヨーク１１を挟んで互いに対向している。これら底壁５１０，第１の側壁５１１，第２の側壁５１２，第３の側壁５１３，第４の側壁５１４，及び天壁５１５は、それぞれが平面視で四角形状である。

第１シャフト１０は、アーム１１１の先端部１１１ｂが治具５１の底壁５１０の内面５１０ａに当接するようにして、ヨーク１１のアーム１１１，１１１及び基端部１１０を含む一端部が治具５１に覆われている。

治具５１が第１シャフト１０に装着された状態において、ヨーク１１の幅方向における治具５１の長さｌ_３は、ヨーク１１の厚み方向における治具５１の長さｌ_４よりも長く形成されている。

治具５１は、実施例１に係る治具４１と同様に、第１シャフト１０の中心軸線Ｏ_１を含む平面で２部材に分割可能であり、分割された状態で第１シャフト１０の一端部を挟み込み、その後、２部材を連結することで第１シャフト１０に装着される。なお、天壁５１５の挿通孔５１５ａをヨーク１１が挿通可能な大きさに形成し、２部材に分割することなく第１シャフト１０に装着可能としてもよい。

図８は、３つの第１シャフト１０、３つの治具５１、及びスペーサ４２を組み合わせ、熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３の真空蒸着室３０内にセットされる組立体５０に構成した状態を示す構成図であり、（ａ）は治具５１の第３の側壁４１３の側から見た状態（位相：９０°）を、（ｂ）は治具５１の第１の側壁５１１の側から見た状態（位相：０°）を、それぞれ示す。組立体５０の構成は、治具の形状が異なる以外は、図６に示す実施例１に係る組立体４０と同様である。

実施例１と同様にＸ方向及びＹ方向を定義すると、図８（ａ）に示すように、上側第１シャフト１０Ａに装着された治具５１の下端と上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の上端との間のＸ方向の寸法ａ_２は１７ｍｍ、上側第１シャフト１０Ａに装着された治具５１の下端と中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具５１の上端との間のＸ方向の寸法ｂ_２は１２０ｍｍ、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の下端と中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具５１の上端との間のＸ方向の寸法ｃ_２は９ｍｍである。

また、中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具５１の下端と中側第１シャフト１０Ｂのスプライン嵌合部１２の上端との間のＸ方向の寸法ｄ_２は１７ｍｍ、中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具５１の下端と下側第１シャフト１０Ｃに装着された治具５１の上端との間のＸ方向の寸法ｅ_２は２４０ｍｍである。

また、上側第１シャフト１０Ａ、中側第１シャフト１０Ｂ、及び下側第１シャフト１０Ｃのスプライン嵌合部１２の外周面（外周スプライン歯１２０の先端部）と、９０°位相における各治具４１のＹ方向の端部との間のＹ方向の寸法ｆ_２は２３ｍｍである。

また、図８（ｂ）に示すように、中側第１シャフト１０Ｂのスプライン嵌合部１２の外周面と、０°位相における中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具５１のＹ方向の端部との間のＹ方向の寸法ｇ_２は１６ｍｍである。なお、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の外周面と、０°位相における上側第１シャフト１０Ａに装着された治具４１のＹ方向の端部との間のＹ方向の寸法、及び下側第１シャフト１０Ｃのスプライン嵌合部１２の外周面と、０°位相における下側第１シャフト１０Ｃに装着された治具４１のＹ方向の端部との間のＹ方向の寸法も、寸法ｇ_２と同じ１６ｍｍである。

寸法ａ_２，寸法ｃ_２，及び寸法ｄ_２は、治具５１の近傍においてＤＬＣ膜１２１の硬度が低下するとの知見に基づいて、スプライン嵌合部１２におけるＤＬＣ膜１２１の硬度の低下を抑制するために設けられた隔離間隔の一例である。本実施例では、この隔離間隔を９ｍｍ以上に設定している。

図９は、上記実施例１及び２に係る組立体４０，５０を熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３の真空蒸着室３０内に設置してＤＬＣ膜１２１を形成した場合における表面硬さの実験結果を表形式及びグラフで示す。

図９（ａ）は、実施例１及び２に係る組立体４０，５０における第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２のそれぞれ３箇所について、治具４１，５１との寸法関係及び表面硬度の測定結果を示す表である。ここでは、表面硬度をヌープ硬度で表している。

ヌープ硬度は、JIS B 7734（微小硬さ試験機）に適合するもの、又はこれに準ずる試験機を用いて測定する。すなわち、ヌープ圧子（対稜角が１７２°３０′と１３０°のダイヤモンド四角錐圧子）を用いて、測定面に四角錐のくぼみをつけたときの荷重を、永久くぼみの長い方の対角線の長さから求めたくぼみの投射面積で除した商であり、このヌープ硬さＨｋ（ｋｇｆ／ｍｍ^２）は、次式（１）で表される。
〔数１〕
Ｈｋ＝１４．２３・Ｆ／Ｌ^２ ・・・（１）
ここで、Ｆは荷重（Ｎ）、Ｌは長い方の対角線の長さ（ｍｍ）である。

実施例１に係る組立体４０については、図６（ａ）に示すように、第１部位４０ａ，第２部位４０ｂ，及び第３部位４０ｃの３つの測定部位において表面硬度を測定した。第１部位４０ａは、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の上端部である。第２部位４０ｂは、上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の下端部である。第３部位４０ｃは、中側第１シャフト１０Ｂのスプライン嵌合部１２の上端部である。これら各測定部位については、その周方向に沿った複数箇所で測定を行い、複数箇所における測定結果の平均値を表面硬度の測定値とした。

また、実施例２に係る組立体５０については、図８（ａ）に示すように、第４部位５０ａ，第５部位５０ｂ，及び第６部位５０ｃの３つの測定部位において表面硬度を測定した。第４部位５０ａ，第５部位５０ｂ，及び第６部位５０ｃの測定部位は、第１部位４０ａ，第２部位４０ｂ，及び第３部位４０ｃにそれぞれ対応する。これらの測定部位では、０°位相における第２部位４０ｂを除き、Ｘ方向の最も近い距離に配置された治具４１又は治具５１が測定部位よりもＹ方向に突出している。

図９（ａ）に示す表において、第１欄９ａはα_１の寸法を示している。α_１は、各測定部位からＸ方向に最も近い治具４１又は治具５１までの寸法である。第１欄９ａでは、α_１の寸法値を図６（ａ）又は図８（ａ）における寸法測定箇所の符号（ａ_１，ｃ_１，ｄ_１，…）とともに記載している。

また、第２欄９ｂはα_２の寸法を示している。α_２は、各測定部位をＸ方向に挟む２つの治具４１又は治具５１の間の寸法である。このα_２についても、その寸法値を図６（ａ）又は図８（ａ）における寸法測定箇所の符号（ｂ_１，ｅ_１，ｄ_２，…）とともに記載している。

また、第３欄９ｃはβ_９０の寸法を示している。β_９０は、各測定部位と９０°位相における治具４１又は治具５１のＹ方向の端部との間の寸法である。すなわち、β_９０はスプライン嵌合部１２の外周面からヨーク１１の幅方向における治具４１又は治具５１のプラズマ３ａ側の表面までの距離である。第３欄９ｃでは、β_９０の寸法値を図６（ａ）又は図８（ａ）における寸法測定箇所の符号（ｆ_１，又はｆ_２）とともに記載している。

また、第４欄９ｄはβ_０の寸法を示している。β_０は、各測定部位と０°位相における治具４１又は治具５１のＹ方向の端部との間の寸法である。すなわち、β_０はスプライン嵌合部１２の外周面からヨーク１１の厚み方向における治具４１又は治具５１のプラズマ３ａ側の表面までの距離である。第４欄９ｄでは、β_０の寸法値を図６（ａ）又は図８（ａ）における寸法測定箇所の符号（ｈ_１，又はｇ_２）とともに記載している。

ここで、第２部位４０ｂのβ_０の寸法については、図６（ｂ）に示す寸法ｇ_１が対応するが、前述のようにこの測定部位における治具４１のＹ方向への突出量は０ｍｍであるので、β_０の寸法値を０としている。

また、第５欄９ｅは（（α_１×α_２）／（β_９０×β_０））の演算値を示している。なお、第２部位４０ｂについては、β_０の寸法値を０としているので、この演算値を示していない。

また、第６欄９ｆはγの寸法を示している。γは、第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２の外周面からＸ方向に直交する方向への治具４１又は治具５１の端部までの距離の平均値（平均距離）である。γは、実施例１については、治具４１の天壁４１５の面積（挿通孔４１５ａは形成されていないものとする）と同じ面積を有する円の半径からスプライン嵌合部１２の外周面の半径を減算した値として求めることができる。同様に、実施例２についても、治具５１の底壁５１０又は天壁５１５の面積に基づいてγを演算することができる。

また、第７欄９ｇは（（α_１×α_２）／γ^２）の演算値を示している。なお、第２部位４０ｂについては、第５欄９ｅと同様に、この演算値を示していない。

また、第８欄９ｈは各測定部位におけるヌープ硬度の測定結果を示している。なお、本実験結果では、第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２の周方向の位置による表面硬度の違いはほとんど見られなかった。

図９（ｂ）は、第５欄９ｅに示す（（α_１×α_２）／（β_９０×β_０））の演算値と各測定部位（第２部位４０ｂを除く）の表面硬度（ヌープ硬度）との関係を示すグラフである。図９（ｂ）から明らかなように、（（α_１×α_２）／（β_９０×β_０））の演算値と表面硬度との間には相関関係があり、この演算値が大きいほど表面硬度が高くなる関係にある。そして、次式（２）で表される関係式を満たすように第１シャフト１０と治具４１又は治具５１との寸法関係を規定すれば、プロペラシャフト１００の耐久性を確保するために必要なヌープ硬度１１００（ｋｇｆ／ｍｍ^２）を得られることが分かる。
〔数２〕
α_１×α_２／（β_９０×β_０）≧５．９ ・・・（２）

図９（ｃ）は、第７欄９ｇに示す（（α_１×α_２）／γ^２）の演算値と各測定部位（第２部位４０ｂを除く）の表面硬度（ヌープ硬度）との関係を示すグラフである。図９（ｃ）から明らかなように、（（α_１×α_２）／γ^２）の演算値と表面硬度との間には相関関係があり、この演算値が大きいほど表面硬度が高くなる関係にある。そして、次式（３）で表される関係式を満たすように第１シャフト１０と治具４１又は治具５１との寸法関係を規定すれば、プロペラシャフト１００の耐久性を確保するために必要なヌープ硬度１１００（ｋｇｆ／ｍｍ^２）を得られることが分かる。
〔数３〕
（α_１×α_２）／γ^２≧３．４８ ・・・（３）

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）ＤＬＣ膜１２１を形成しない部位（ヨーク１１）を治具４１又は治具５１で遮蔽することにより、この部位を除く部位にＤＬＣ膜１２１を形成することができる。従って、第１シャフト１０の全体にＤＬＣ膜１２１を形成した後にヨーク１１のＤＬＣ膜１２１を除去する場合に比較して、工程数を減らすことができる。

（２）第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２からＸ方向に所定の隔離間隔（９ｍｍ以上）をおいて治具４１又は治具５１を装着したので、スプライン嵌合部１２におけるＤＬＣ膜１２１のヌープ硬度を９９０（ｋｇｆ／ｍｍ^２）以上とすることができる。

（３）第１部位４０ａ、第３部位４０ｃ、第４部位５０ａ、及び第６部位５０ｃについては、上記の式（１），（２）を満たすように治具４１，５１を装着したので、スプライン嵌合部１２におけるＤＬＣ膜１２１のヌープ硬度を１１１０（ｋｇｆ／ｍｍ^２）以上とすることができる。

（４）複数（上記の実施の形態では３つ）の第１シャフト１０を軸方向に沿って配列した組立体４０，５０を真空蒸着室３０内に配置してＤＬＣ膜１２１を成膜するので、処理効率を高めることができる。

（５）組立体４０，５０を構成する３つの第１シャフト１０のうち、２つの第１シャフト１０（中側第１シャフト１０Ｂ及び下側第１シャフト１０Ｃ）をスプライン嵌合部１２側の端面１２ａ同士が当接するように配置したので、それぞれの第１シャフト１０に装着された治具４１，５１同士の間隔が広がり、これら２つの第１シャフト１０のスプライン嵌合部１２におけるＤＬＣ膜１２１の硬度を高めることができる。

（６）治具４１の底壁４１０を円弧状に形成したので、図６（ｂ）に示すように、０°位相における上側第１シャフト１０Ａのスプライン嵌合部１２の外周面が中側第１シャフト１０Ｂに装着された治具４１の底壁部よりもＹ方向に突出し、このスプライン嵌合部１２におけるＤＬＣ膜１２１の硬度を高めることができる。

（７）治具４１，５１は第１シャフト１０のヨーク１１に容易に着脱可能であり、かつ繰り返し使用できるので、例えばヨーク１１をアルミ箔で覆うことにより遮蔽する場合に比べて作業効率が向上する。

以上、本発明の被膜の成膜方法を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、治具４１を三角柱状に、治具５１を直方体状に形成したが、これに限らず、例えば円柱状等の様々な形状を適用することができる。

（２）上記実施の形態では、１つの組立体４０，５０が３つの第１シャフト１０を含むように構成したが、これに限らず、２つの第１シャフト１０を組み合わせて１つの組立体としてもよい。また、４つ若しくはそれ以上の第１シャフト１０を組み合わせて１つの組立体としてもよい。１つの組立体における第１シャフト１０の配列方法も図６及び図８に例示したものに限らない。

（３）上記実施の形態では、治具４１，５１を炭素鋼で形成したが、これに限らず、ステンレスやアルミニウム、あるいは樹脂によって形成してもよい。

（４）上記実施の形態では、熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置３をプラズマ３ａが鉛直方向に発生するように構成したが、これに限らず、プラズマ３ａが水平方向、あるいは鉛直方向対して傾斜した方向に発生するように構成してもよい。この場合でも、第１シャフト１０はプラズマ３ａと平行になるように配置することが望ましい。

（５）上記実施の形態では、被膜の一例であるＤＬＣ膜１２１がクロム等の材料からなる中間層とＤＬＣ−Ｓｉ層とからなる二層構造を有する場合について説明したが、中間層はなくともよい。また、ＤＬＣ膜１２１は、Ｓｉを含まないＤＬＣからなる膜であってもよい。またさらに、被膜はＤＬＣに限らず、ＴｉＮ（窒化チタン）等であってもよい。この場合には、被膜の組成に応じた材料ガスを真空蒸着室に供給して成膜を行うことができる。

（６）上記実施の形態では、第１シャフト１０が車両のディファレンシャルギヤの入力シャフトに連結され、第２シャフト２０が車両のトランスミッションの出力シャフトに連結されるようにプロペラシャフト１００を構成したが、これとは逆に、第１シャフト１０が車両のトランスミッションの出力シャフトに連結され、第２シャフト２０が車両のディファレンシャルギヤの入力シャフトに連結されるように構成してもよい。なお、ディファレンシャルギヤの入力シャフト及びトランスミッションの出力シャフトは、何れも車両の駆動源の駆動力を伝達する駆動軸の一例である。

（７）上記実施の形態では、被成膜体の一例としてプロペラシャフト１００の構成部材である第１シャフト１０を適用した場合について説明したが、被成膜体はこれに限定されるものではない。被成膜体としては、被膜の硬度が要求され、かつ一部に被膜を形成しないことが要求されるあらゆる部材を適用することが可能である。

３…熱陰極ＰＩＧプラズマＣＶＤ装置、３ａ…プラズマ、１０…第１シャフト、１０ａ…貫通孔、１０Ａ…上側第１シャフト、１０Ｂ…中側第１シャフト、１０Ｃ…下側第１シャフト、１２ａ…端面、１１…ヨーク、１２…スプライン嵌合部、１３…軸部、２０…第２シャフト、２１…ヨーク、２２…スプライン嵌合部、３０…真空蒸着室、３０ａ…開口部、３１…プラズマ室、３２…絶縁体、３３…第１のコイル、３４…第２のコイル、３５…ノズル、３６…モータ、３７…非対称パルス電源、３８…スパッタ源、３９…ヒータ、４０…組立体、４０ａ…第１部位、４０ｂ…第２部位、４０ｃ…第３部位、４１…治具、４２…スペーサ、５０…組立体、５０ａ…第４部位、５０ｂ…第５部位、５０ｃ…第６部位、５１…治具、１００…プロペラシャフト、１１０…基端部、１１１…アーム、１１１ａ…保持孔、１１１ｂ…先端部、１２０…外周スプライン歯、１２１…ＤＬＣ膜、２２０…内周スプライン歯、３００…壁部、３０１…上壁、３０２…側壁、３０２ａ…排気口、３０３…底壁、３０４…反射電極、３０５…第１の回転台、３０６…第２の回転台、３１１…熱陰極、３１２…陽極、３１３…電子注入電極、３１４…ガスノズル、３１５…直流電源、３１６…アノード電源、３１７…電子注入電源、３６０…回転軸、４１０…底壁、４１１…第１の側壁、４１２…第２の側壁、４１３…第３の側壁、４１４…第４の側壁、４１５…天壁、４１５ａ…挿通孔、５１１…第１の側壁、５１２…第２の側壁、５１３…第３の側壁、５１４…第４の側壁、５１５…天壁、５１５ａ…挿通孔

Claims (7)

1. 真空蒸着室内に円柱状のプラズマを発生させると共に前記真空蒸着室内に材料ガスを供給し、パルス電圧を被成膜体に印加して前記被成膜体に被膜を形成する被膜の成膜方法であって、
   前記被成膜体の前記被膜を形成しない非成膜部位には、前記被膜を形成すべき成膜部位との間に前記成膜部位における前記被膜の硬度の低下を抑制するための隔離間隔をおいて、前記非成膜部材を遮蔽する遮蔽部材を装着する被膜の成膜方法。
2. 前記被成膜体は、前記成膜部位が前記プラズマと平行になるように前記真空蒸着室内に配置され、
   前記被成膜体をその軸方向周りに回転させながら前記成膜部位に前記被膜を形成する請求項１に記載の被膜の成膜方法。
3. 前記被成膜体は、軸方向の一端に前記非成膜部位を有する軸状部材であり、
   ２つの前記被成膜体をその軸方向の他端部同士が向かい合うようにして真空蒸着室内に配列し、前記成膜部位に前記被膜を形成する請求項１又は２に記載の被膜の成膜方法。
4. 前記被成膜体は、軸方向に伸縮可能な車両用プロペラシャフトを構成する軸状の構成部材であり、
   前記成膜部位は、前記車両用プロペラシャフトの伸縮により前記車両用プロペラシャフトの他の構成部材と軸方向に摺動するスプライン嵌合部であり、
   前記非成膜部位は、前記車両用プロペラシャフトを他の駆動軸に連結するための連結部である請求項１乃至３の何れか１項に記載の被膜の成膜方法。
5. 前記被成膜体の軸方向における前記連結部の先端部は円弧状であり、
   前記遮蔽部材の前記連結部の先端部に対応する部位は、同先端部の円弧に適合した円弧状に形成されている請求項４に記載の被膜の成膜方法。
6. 前記プラズマから見た場合における前記被成膜体と前記遮蔽部材との寸法関係が下記の関係式を満たす請求項４又は５に記載の被膜の成膜方法。
   α_１×α_２／γ^２≧３．４８
   ただし、α_１は前記隔離間隔、α_２は前記成膜部位を介在して装着された２つの遮蔽部材間の距離、γは前記成膜部位の表面から前記遮蔽部材の前記プラズマ側の表面までの平均距離。
7. 前記連結部は、幅方向が厚み方向よりも長く形成され、
   前記プラズマから見た場合における前記被成膜体と前記遮蔽部材との寸法関係が下記の関係式を満たす請求項４又は５に記載の被膜の成膜方法。
   α_１×α_２／（β_１×β_２）≧５．９
   ただし、α_１は前記隔離間隔、α_２は前記成膜部位を介在して装着された２つの遮蔽部材間の距離、β_１は前記成膜部位の表面から前記連結部の幅方向における前記遮蔽部材の前記プラズマ側の表面までの距離、β_２は前記成膜部位の表面から前記連結部の厚み方向における前記遮蔽部材の前記プラズマ側の表面までの距離。

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