表面粗さRz・Raの違いと現場での正しい使い分け方

表面粗さRz・Raの違いと使い分けを金属加工現場で完全解説

RaがOKでも、Rzで不合格になると加工やり直しで数万円の損失になることがあります。

この記事のポイント3選

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RaとRzは「目的」が違う

Raは面全体の平均的な粗さ、Rzは局所的な最大凹凸を見る指標。同じ「滑らかな面」でも、用途によってどちらを重視すべきかが全く変わります。

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「Rz」は時代で意味が変わった

旧JIS（1994年以前）の図面では「Rz」が十点平均粗さを指していました。現行のRz（最大高さ粗さ）と混同すると、測定値の解釈が根本的にズレる危険があります。

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「Ra×4＝Rz」は参考程度に

換算式として広く使われていますが、実測では「Rz0.8なのにRaが0.1程度」というケースも珍しくありません。換算だけで判断すると品質トラブルの原因になります。

このページの目次

表面粗さRz・Raの違いと使い分けを金属加工現場で完全解説

表面粗さRz・Raとは何か：基本の定義と計算方法

金属加工の現場では、図面に「Ra1.6」や「Rz6.3」といった数値が記載されています。しかし、この二つが何を測っているのかを正確に理解している人は、意外と少ないものです。

**Ra（算術平均粗さ）** は、測定した粗さ曲線を基準長さで切り取り、その区間内にある凹凸の平均的な高さを数値化したものです。イメージとしては、でこぼこした面の「平均的なザラつき具合」を一つの数字で表したものと考えてください。平均値を使うため、一か所だけ深いキズがあったとしても、その影響が薄まります。表面全体の均一な仕上がりを管理するのに優れた指標です。

**Rz（最大高さ粗さ）** は、基準長さの範囲内で「最も高い山の頂点」と「最も深い谷の底」の差を測った値です。一番高いところ（最大山高さ：Rp）と一番低いところ（最大谷深さ：Rv）を足した値がRzになります。つまり、面の中で「最も極端な凹凸の落差」を見る指標です。

結論はシンプルです。Raは面の「平均」を見て、Rzは面の「最大値」を見ます。

この違いが実務でどう効いてくるかを、以下の表で整理しておきます。

パラメータ	見ているもの	強い場面	注意点
Ra（算術平均粗さ）	凹凸の平均的な高さ	外観品質管理、摺動面の摩擦評価	局所的な深いキズを見逃しやすい
Rz（最大高さ粗さ）	最大の山と谷の落差	シール面、塗装密着、傷の検出	外れ値の影響を受けやすい

たとえば、シャフトの摺動面を例にとると、Ra値が基準内に収まっていても、Rzが大きければ面に局所的な深い傷が存在することを意味します。オイルシールとの密封面でこれが起きると、シールが傷に沿って漏れを起こす可能性があります。Raだけ管理してRzを見ていない状態は、品質上のリスクを抱えたまま出荷していることになります。

参考：表面粗さパラメータについての詳細な解説はキーエンスの公式サイトが分かりやすくまとめています。
表面粗さの代表的なパラメータ | ココが知りたい！形状測定 | キーエンス

表面粗さRz・Raの換算「Ra×4＝Rz」が危険な理由

現場でよく耳にする換算式があります。「RaとRzの関係はおよそRa×4≒Rzになる」というものです。確かに規格上の数値を並べると、Ra0.2に対してRz0.8、Ra0.8に対してRz3.2といった対応になっており、これは一つの目安として使えます。

しかし、この換算を「実測値」に適用しようとすると、話が変わります。

実際に測定すると「Rz0.8なのに、Raが0.1程度しか出ない」というケースが頻繁に起こります。これはどういう状況かというと、面全体は非常に滑らかに仕上がっているにもかかわらず、どこか一か所に深い傷やバリが存在するためです。Raは平均値なので、一か所の傷が値を大きく動かしにくい。一方Rzは、その一か所の傷を「最大値」として拾い上げます。

つまり、換算式で「Rz≒Ra×4だからどちらかで代用できるだろう」と判断することは、この二つのパラメータが見ている対象をまったく違う角度から評価していることを無視した危険な発想です。

❌ 「Ra合格だからRzも大丈夫」→ 局所的な深い傷を見逃す可能性あり
❌ 「Rzを4で割ればRaが分かる」→ 実測ではRa×4とRzが大きくズレるケースは普通にある

これは使えそうです。換算はあくまで「設計段階での目安」として活用し、実際の検査では測定機で両方を個別に確認するのが基本です。

なお、Ra×4≒Rzの換算を試みる際にも、測定条件（カットオフ値・評価長さ）が異なると換算精度がさらに下がります。特に精密部品や機能部品の最終検査では、換算による代用ではなく、直接測定が推奨されます。

参考：換算の考え方と旧規格との対応については以下のページに詳しく解説されています。
表面粗さRa Rzの計算方法から新旧換算を解説 | taikick2020

表面粗さRz・Raの旧JIS規格の混同が引き起こすトラブル

金属加工の現場で特に注意が必要な落とし穴があります。それは「Rz」という記号の意味が、図面の制定年代によって変わっているという事実です。

現在のJIS規格（JIS B 0601:2001以降）では、「Rz」は**最大高さ粗さ**を指します。これが現在の標準的な定義です。

ところが、1994年から2001年の旧JIS規格では、「Rz」は**十点平均粗さ**を意味していました。さらに遡ると、1994年以前の旧JIS（1982年制定）では「Rz」は存在せず、同じ十点平均粗さは「Rz」、最大高さは「Rmax」という記号が使われていました。

この変遷を整理すると以下のようになります。

規格の年代	最大高さ粗さの記号	十点平均粗さの記号
1982年制定（旧JIS）	Rmax	Rz
1994年改定（旧JIS）	Ry	Rz
2001年改定（現行JIS/ISO準拠）	Rz	RzJIS

この問題が厄介なのは、古い図面が現役で使われ続けている現場では、「Rz」という記号が二つの異なる意味を持ったまま混在しているからです。

古い図面の「Rz」を現行のRz（最大高さ粗さ）と解釈して加工・検査を進めると、本来は「十点平均粗さ」で評価すべきところを全く異なるパラメータで評価することになります。計算方式が異なるため、同じ面を測っても出てくる数値が変わり、合否の判断が間違ってしまう可能性があります。

厳しいところですね。老舗メーカーや設備が昔から変わっていない現場では、古い測定機が「旧JISのRz（十点平均粗さ）」を出力している場合もあります。現行のRzと同じ数字のように見えても、計算の出発点が違うため、厳密に見ると別の値です。

特に新規の取引先との仕事では、どの規格に基づいて図面が描かれているかを最初に確認するクセをつけておくことが重要です。古い図面をそのまま流用するのはリスクがあります。

参考：年代ごとの表面粗さ記号・パラメータの変遷については以下の記事が詳しいです。
まだ古い粗さ記号使ってるの？表面粗さは年代によって意味が変わる | MONOWEB

表面粗さRz・Raを用途別に使い分ける実務的な判断基準

RaとRzの違いを理解したうえで、実際の加工現場ではどちらを優先すべきかを判断する必要があります。これは「どちらが正しい」という問題ではなく、部品がどんな機能を果たすのかによって使い分けるものです。

**摺動・嵌合部品の場合**は、Raを基本の管理指標にするケースが多いです。摺動面の摩擦特性は、面全体の平均的な粗さと関係しています。ただし、一点だけ突出した傷が焼付きや摩耗の起点になることもあるため、Rzも確認しておく方が安心です。

**シール面・密封部品の場合**は、Rzの管理が特に重要です。オイルシールやOリングが当たる軸面では、Raがどれだけ良好でも、Rzが大きければシール接触面に局所的な深い溝が残っていることを意味します。液体や気体がその溝に沿って漏れ出るリスクがあります。NOKなどオイルシールメーカーの技術資料では、軸面の粗さとしてRaとRzを併記して管理することが推奨されています。

**塗装・コーティング・接着の下地面の場合**は、Rzが密着性を左右します。これは意外な事実です。塗装や溶射の密着には「アンカー効果」と呼ばれる凹凸への食い込みが重要で、Ra値が非常に小さい鏡面状態では塗膜が定着しにくくなります。Ra値が2μm未満では十分なアンカー効果が得られないというデータもあります。「研磨して滑らかにしたのに塗装が剥がれた」というトラブルの背景には、こうした仕組みがあります。

**外観・光沢面の場合**は、Raが主な管理指標になります。Raが小さいほど凹凸が均一になり、光の反射が整ってツヤが出ます。ただし、同じRa値でもRpk（突出山部高さ）が大きいと、微細な凸が光を乱して均一な光沢が出にくいことがあります。鏡面仕上げや意匠面ではRaとRpkの両方を確認するのが理想的です。

以下の表で用途と管理指標の目安をまとめます。

用途・機能	主に管理するパラメータ	補足で見ると良いもの
摺動・嵌合面	Ra	Rz（傷の有無）
シール・密封面	Rz	Ra（全体の仕上がり）
塗装・接着・溶射下地	Rz（アンカー効果のため）	Ra（過剰研磨の抑制）
外観・光沢面	Ra	Rpk（突出山部高さ）
精密金型・鏡面	Ra・Rz両方	下地Rzの管理が最重要

参考：Ra・Rzの使い分けについての詳細は以下の研磨専門メーカーのコラムも参考になります。
表面粗さの基礎知識｜Ra・Rzの違いと研磨工程での考え方 | 東洋研磨材工業

表面粗さRz・Raの測定で現場が迷いやすい3つのポイント

表面粗さの数値は、測定機が出した数字をそのまま信じてよいかというと、必ずしもそうとは言えません。同じ部品を測っても、条件の違いで結果が大きく変わることがあります。これは測定機の精度の問題ではなく、測定条件の設定の問題です。

**ポイント①：測定方向の影響**

金属加工の仕上げ面には、切削や研削による「加工目」と呼ばれる筋目があります。この加工目に対して触針を「直角方向」に当てると粗さが大きく出やすく、「平行方向」に当てると小さく出やすいです。同じ面を測っているのに、測定方向が違うだけで数値が変わります。

社内で測定方向のルールが定まっていない状態では、担当者が変わるたびに数値がばらつきます。測定方向は社内標準として明確に定めておくことが重要です。

**ポイント②：カットオフ値（評価長さ）の影響**

表面粗さの測定は、測定した形状データから「粗さ成分だけ」を取り出すためにフィルター処理を行います。このフィルターの境界値が「カットオフ値（λc）」です。

JIS B 0633:2001では、Raの値に応じてカットオフ値の目安が定められています。たとえばRaが0.1〜2μmの範囲では、カットオフ値は0.8mmが推奨されています。このカットオフ値が適切でない場合、実態より良く見えたり悪く見えたりします。

具体的な目安を以下に示します。

Raの範囲（μm）	Rzの範囲（μm）	推奨カットオフ値λc（mm）
0.02 以下	0.1 以下	0.08
0.02〜0.1	0.1〜0.5	0.25
0.1〜2	0.5〜10	0.8
2〜10	10〜50	2.5
10〜80	50〜200	8

カットオフ値は必須です。測定する粗さのレンジに合わせて設定し直すのが正しい手順です。

**ポイント③：「Raが良くても見た目が悪い」のは当たり前**

現場でよく起きる混乱が「Raは規格内なのに外観がNGになった」というケースです。これは、Raが面全体の平均を見ているのに対し、人間の目は「反射のムラ」や「筋目の揃い」を見ているためです。

ツヤやキズの見え方は粗さ値だけでは評価できません。外観基準がある部品では、Raの数値管理に加えて、目視検査や光沢計の測定を組み合わせることが実用的です。面が光って見えるからといって粗さが良いとは限りませんし、その逆もあります。

意外ですね。数字と見た目が一致しないことは、測定の仕組みを知っていれば当然の話ですが、初めて経験すると原因が分からずに迷います。

参考：表面粗さの測定条件やパラメータの選び方については以下の技術資料が詳しいです。
これだけは知っておきたい表面粗さパラメータの種類と計算方法 | MONOWEB

表面粗さRz・Raを安定させる加工工程の設計と実務的な考え方

表面粗さを安定して狙い通りに出すためには、最終仕上げの工程だけを管理しようとしても限界があります。「Raは合っているのに見た目が悪い」「研磨しても光沢が出ない」という悩みの多くは、前工程での粗さ管理が不十分なことに原因があります。

**前工程でのRz管理が最終品質を決める**

研磨前の下地（切削面・鋳肌面など）にRzが大きい状態で残っていると、どれほど念入りに最終研磨を行ってもRaを十分に小さくすることができません。なぜなら、深い溝や傷は研磨によって「平均化」はできても、短時間では「消去」できないからです。

イメージとしては、深い傷のある面を紙やすりで磨くようなものです。表面の細かいザラつきは取れますが、傷そのものは残り続けます。均一な鏡面を得るためには、前工程でRzをある程度の水準まで整えておくことが前提条件になります。

**段階的な粗さ設計の考え方**

設計段階で最終Ra値だけを指定するのではなく、工程ごとに「この工程でどこまで粗さを整えるか」を設計する発想が重要です。

たとえば、最終仕上げでRa0.2を狙う場合は、前処理研磨でRa0.4程度まで落とし、切削段階でRa1.6以内に収める、といった段階的な工程設計が効果的です。この工程連携ができていないと、研磨工程に過大な負担がかかり、コスト増・リードタイム延長・焼けやムラのリスクが高まります。

つまり、最終Raを安定させるには前工程のRz管理が条件です。

**加工方法別の粗さの目安**

加工方法によって、狙えるRaの範囲が異なります。現場での条件設定や工程選択の参考にしてください。

加工方法	Raの一般的な目安（μm）	主な用途
旋盤仕上げ切削	0.8〜3.2	一般部品の機能面
フライス仕上げ切削	0.8〜6.3	平面の一般加工
平面・円筒研削	0.2〜0.8	摺動面・精密部品
バフ・ラップ研磨	0.05〜0.4	鏡面・精密金型
鋳肌・荒加工面	6.3以上	後工程前提の下地面