十点平均粗さ｜断面曲線から求める表面粗さの指標

十点平均粗さ

十点平均粗さとは、工業製品の表面性状を評価する指標の一つであり、断面曲線から基準長さだけ抜き出した部分において、最も高い山頂から5番目までの山高の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷深の平均値との和で表される値である。JIS B 0601:1994などの旧規格で定義されていた指標であり、現行の国際規格（ISO）や最新のJIS規格では「最大高さ（Rz）」にその名称や定義が統合・変更されているが、日本の製造現場や図面では依然として補足的に参照されることが多い。工業分野における精密測定において、表面の微細な凹凸を数値化することで、部品の摺動性や気密性、塗装の密着度などを管理するために用いられる。

十点平均粗さの定義と計算式

十点平均粗さ（記号：Rz）は、断面曲線の平均線に平行で、かつ断面曲線を横切らない直線から縦方向に測定した値を基準とする。抜き取り部分において、最も高い5つの山頂の標高（Yp1,Yp2,Yp3,Yp4,Yp5）の平均値と、最も低い5つの谷底の標高（Yv1,Yv2,Yv3,Yv4,Yv5）の平均値との差を求める。計算式は以下の通りである。

この指標は、局所的な突起や深い傷の影響を緩和しつつ、表面の全体的な凹凸傾向を把握するのに適している。最新規格ではこの「10点」というサンプリング方式ではなく、単純な最大高さを指すことが多いため、図面指示の際は規格の年次確認が不可欠である。

規格の変遷と現在の扱い

表面粗さの規格は時代とともに国際整合性が図られており、十点平均粗さの扱いは大きく変化した。かつてのJIS規格では「Rz」といえばこの十点平均粗さを指していたが、現在のJIS B 0601（2001年以降）では、Rzという記号は「最大高さ」を指すものと定義されている。そのため、古い図面と新しい図面が混在する現場では、設計意図を取り違えるリスクが存在する。

測定方法と留意点

十点平均粗さを測定する際は、触針式表面粗さ測定機や非接触式（レーザー走査顕微鏡など）が使用される。測定時には「カットオフ値」の設定が重要であり、これにより波うねり成分を取り除き、純粋な粗さ成分のみを抽出する。十点平均粗さは、1点のみの異常値（ノイズや一時的なゴミ）による影響を受けにくいため、比較的安定したデータが得られるというメリットがある。一方で、評価対象となる山や谷の選択に恣意性が入り込む余地を排除するため、測定機の演算アルゴリズムがJIS規格に準拠しているかを確認する必要がある。

製造業における実用例

製造現場において十点平均粗さは、特にガスケットのシール面や軸受の摺動面などで重視されてきた。極端な突出（高い山）は相手材を摩耗させ、極端な窪み（深い谷）は油漏れの原因となるため、それらの平均的な高低差を管理することが製品寿命に直結するからである。現在でも、自動車部品や油圧機器の設計、あるいは伝統的な旋盤加工、研磨の指示において、長年の経験値に基づいた「Rz」管理が行われている事例は多い。

他の指標との違い

十点平均粗さと比較される代表的な指標に「算術平均粗さ（Ra）」がある。Raは抜き取り範囲全体の絶対値の平均をとるため、非常に滑らかな表面性状を示すが、十点平均粗さは極値に注目するため、より厳しい表面管理が可能となる。例えば、全体が滑らかでも1箇所だけ鋭い突起がある場合、Raでは数値が小さく出るが、十点平均粗さではその影響が反映されやすくなる。製品の用途に応じて、鋳造肌のような荒い面にはRaを、精密な金型や歯車の表面にはRz（十点平均粗さ含む）を使い分けるのが一般的である。

関連する表面性状パラメータ

• 最大高さ（Rz / 旧Ry）：抜き取り長さ内の最高点と最低点の差。
• 算術平均粗さ（Ra）：中心線からの偏差の絶対値を平均したもの。
• 凹凸平均間隔（Sm）：凹凸の周期性を評価する指標。
• 負荷長率（tp）：摩耗の進行度を予測するための指標。

図面指示における注意点

設計者が図面に十点平均粗さを記載する場合、新旧規格の混同を避けるための配慮が求められる。単に「Rz」と記すと、最新規格に基づき「最大高さ」として解釈される恐れがある。もし意図的に十点平均粗さを指定したいのであれば、図面の注記欄に適用規格（例：JIS B 0601:1994参照）を明記するか、「Rzjis」という記号を用いることが推奨される。また、品質管理の工程においても、測定機のモード設定が正しく十点平均粗さになっているかを点検することが、公差判定の誤りを防ぐ鍵となる。