MVP法 と その細穴内面プラズマ加工への応用

名古屋大学 大学院工学研究科

上坂（こうさか）准教授

（有）コンタミネーションコントロールサービス

MVPMVP法（MMicrowave sheath-VVoltage combination PPlasma）

１．技術内容

摺動部材内面への硬質皮膜形成摺動部材内面への硬質皮膜形成（（プラズマプラズマCVDCVD薄膜堆積）薄膜堆積）

例：作動ガス：CH4→DLC(DLC(ダイヤモンドライクカーボンダイヤモンドライクカーボン))膜膜

応用例

導電体表面波表面波シース層

マイクロ波

従来技術と問題点

従来技術と問題点

技術の主要部説明

効果

特許第４１５２１３５号

同特許（コアシーズ）によるその他の効果：金属面に沿って高密度近接プラズマ生成→三次元超高速プラズマ加工･処理

利用分野、適用分野

２．特許

特許情報

１．発明の名称：「誘電体近接領域で表面波励起プラズマを

発生する方法と装置」

２．特許番号 ：特許第４１５２１３５号（平成２０．７．１１登録）

３．出願日 ：平成１４年７月１０日

４．特許権者 ：上坂 裕之、斧 高一

５．発明者 ：上坂 裕之、斧 高一

関連特許（整理番号２，３）

上坂裕之近藤明弘進藤豊彦

名古屋大学(有)CCS

特開2009-239533（平成19年9月14日）

電磁波プラズマ発生装置，その発生方法，その表面処理装置，およびその表面処理方法

3

上坂裕之飯田斉梅原徳次

名古屋大学

PCT/WO2008/010537（平成19年7月19日）

プラズマ処理装置，プラズマ処理方法およびプラズマ表面処理方法

２

特許第4152135号

上坂裕之斧高一

上坂裕之斧高一

特願2002-201025（平成14年7月10日）導電体近接領域で表面波励起プラズマを発生する方法と装置

１

登録番号発明者出願人出願番号

（出願年月日）発明の名称

整理番号

Source gas

Quartz Window

z

Microwave (2.45 GHz)

r

Steel Pipe

Negative Bias

O Ring

Coaxial Waveguide

50

mm

Plasma

(a)

To Pump

Pressuregauge

Source gas

Quartz Window

z

Microwave (2.45 GHz)

r

Steel Pipe

Negative Bias

O Ring

Coaxial Waveguide

50

mm

Plasma

(a)

To Pump

Pressuregauge

図 細穴内面DLC成膜用プラズマCVD装置（標準構成：特許２，３不使用）．

特許の構成

マイクロ波＋バイアスの併用マイクロ波＋バイアスの併用→マイクロ波の金属沿面伝搬→高密度近接プラズマの生成（図では内面）

特許１

特許２別体ジグ別体ジグ→マイクロ波を出来るだけ内面にのみ伝搬するように誘導する

例

特許３

導電体表面波シース層

マイクロ波

細穴内へ内部導体挿入細穴内へ内部導体挿入→マイクロ波の伝播補助→点火性向上，プラズマの軸方向長さの増加

「ＤＬＣコーティング」の「ＤＬＣコーティング」の

特許公開広報のポートフォリオマップ特許公開広報のポートフォリオマップ

件-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

伸び(%)

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

2004年4

2005年10

2006年14

2007年16

2008年16

図は、「表面波励起+方法+装置」での検索結果。特許公開は２００６年をピークに減少傾向に。ＤＬＣコーティングの基本技術の特許出願は安定期に入っている。今後は、実用化に向けての開発競争になると予想される。

出願人別件数推移時系列マップ

島津製作所:(株)上坂裕之静岡大学:(国学)斧高一

年

19931994

19951996

19971998

19992000

20012002

20032004

20052006

20072008

件

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

3

9

13

14 14

1 1 1 1 11 11 1 1 1 1

島津製作所はプラズマの均一化技術に集中出願し、突出している。細管内のコーティングに関する特許は本案のみ。

出願人：上坂裕之、静岡大学、斧高一が重なっている。

ライセンス条件等

ライセンス条件： 相談（特許１～３）

技術的完成度： 試作段階

技術指導、ノウハウの提供： 可

希望する支援： 資金提供、販路紹介

３．ビジネスプラン

本技術の特長と用途「「細管内面へのＤＬＣコーティング細管内面へのＤＬＣコーティング」」

もともともともと

ＤＬＣコーティングは、ＤＬＣコーティングは、

硬い硬い

表面が滑らか表面が滑らか

皮膜をつくる。皮膜をつくる。

そして今回、

細管内面に加工細管内面に加工

できるできる ようになった。

・ 皮膜は丈夫。

（約２０００Ｈｖ～）

・ 摺動性がよく相手を傷つけない。

・ 皮膜は非結晶構造

（物性はダイヤモンドに近い）

・ 乗り心地、耐久性に優れた自動車部品に。

・ 燃費改善に貢献するエンジン部品に。

・ 医療用、防災用カメラなどの操作性向上に。

・ 燃料電池用スタンドの設備機器に。

・ その他、歯科医療機器など用途は多彩。

今までできなかった細管の内面加工は

マイクロ波伝搬検討

↓

細管内面成膜検討

↓

密着性検討

↓

膜質均一化検討

↓

製品での検討

↓

事業化

平成（年度）18 19 20 21 22 23

スケジュール（プラズマCVDの例）

技術的進捗度 ％

20

40

50

70

100

１．狭い閉空間（細管形状等）に高密度プラズマを発生するためのプラズマガン1億円／年

２．低摩擦特性付所：ガソリン、ディーゼルエンジン部品の内面しゅう動部位数億円／年

３．耐摩耗性付与：精密金型内面数千万円／年

４．耐腐食特性付与半導体製造工場の腐食性ガスの配管数億円／年化学プラント配管部材内面数千万円／年

５．その他：小型内視鏡部材の内面（カプセル内視鏡等），注射針の内面数億円／年

対象市場