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表面粗さ計とは

表面粗さ計とは、その名の通り表面の粗さを測定する計測器のことです。接触式と非接触式のものが存在します。特に、精密な寸法が必要となる部品では、図面上に「表面粗さ」が指定されていることがあるため、このような部品を加工する工場などでは、「表面粗さ」を測定することができる表面粗さ計が必須となります。

 

種類

  • 接触式

接触式の表面粗さ計は、測定対象物の表面に測定子(そくていし)を接触させることによって、表面の粗さを測定します。

具体的には、測定子の先端部が測定対象物の表面に触れながら移動することによって、測定子の上下方向の変位を一定間隔で測定して、グラフ上にプロットされた点をつないでできる曲線を記録する方式です。

接触式の表面粗さ計では、測定子の先端半径を可能な限り小さくして、接触時の圧力を低減することが、表面の形状を高い精度で測定するために重要です。

測定子の先端はおよそ数µmの直径に加工されており、その形状は先端部が球の円錐形となっています。

また、この方式では測定対象物に直接測定子が触れるため、明確な形状を表す曲線が得られ、さらに長い距離の測定が可能になるといったメリットがあります。

 

  • 非接触式

非接触式の表面粗さ計は測定子ではなく、光を照射することによって、測定対象物の表面粗さを測定する方式です。

その測定方式については以下のものがあります。

その1つは、測定対象物の表面にレーザー光を照射して、その反射光を読み取る共焦点方式です。

そしてもう1つは測定対象物の広い範囲に白色光を照射して、参照面と測定対象物からの反射光を合成したときに発生する干渉縞を調べることによって、その形状を計測する白色干渉方式となっています。

特に非接触式の表面粗さ計では、接触式で課題とされていた、測定子の摩耗や測定対象物への圧力による傷の問題がありません。

何より、この測定方式では測定に要する時間が短いので、高い精度での測定結果が得られることも大きな特長です。

 

測定子の摩耗

一般的に表面粗さ計の測定子は摩耗してしまうため、ある程度使用した後にその表面をしっかりとメンテナンスすることがとても重要です。

測定対象物の材質や形状、力の入れ方によって摩耗の仕方は変わってくるので、測定における摩耗のリスクを常に意識することが大切です。

 

測定子の硬さによる傷

測定子に使用されている材質はダイヤモンドやサフィアなどですが、それらは非常に硬い物質のため、測定対象物の表面を傷付けてしまう恐れがあります。

特に同一箇所の測定を繰り返し行ったり、測定子をハイスピードで動かす場合においては測定対象物の表面に傷が付きやすくなるため、測定時には十分注意が必要となります。