Psi（ポンド毎平方インチ）とは？圧力単位の基礎知識と変換方法

機械工学や自動車整備、あるいはダイビング器材などの仕様書で見かけるpsiという単位。これは主に米国で使用されている圧力および応力の単位です。国際標準であるSI単位系（パスカルなど）とは異なるため、正しく理解して使い分けることが重要です。

Key Facts

• psiは「pound-force per square inch」の略で、1平方インチあたり1ポンド力の圧力を指す。
• 1 psiはSI単位で約6.895 kPa（キロパスカル）に相当する。
• 測定基準によってpsia（絶対圧）とpsig（ゲージ圧）に区別される。
• 高圧な材料強度などの測定には、1,000倍のksiや100万倍のMpsiが用いられる。

psiの定義と基本概念

psiは、1平方インチ（in²）という面積に対して、1ポンド力（lbf）の荷重がかかった状態の圧力を定義したものです。米国慣習単位系に基づいた単位であり、物理的な「圧力」だけでなく、材料にかかる「応力」を表す際にも利用されます。

SI単位系への換算では、1 psiは約6,894.757パスカル（Pa）となります。日常的な表記では、より扱いやすいキロパスカル（kPa）に変換し、約6.895 kPaとして計算されることが一般的です。

絶対圧（psia）とゲージ圧（psig）の違い

psiを扱う上で最も注意すべきは、基準となる「ゼロ点」の違いです。用途に応じて以下の3つの表記が使い分けられます。

psia（絶対圧）

完全な真空状態をゼロとして測定した圧力です。psia（pound per square inch absolute）と表記されます。例えば、海面付近の標準的な大気圧は約14.7 psiaです。

psig（ゲージ圧）

周囲の大気圧をゼロとして測定した圧力です。psig（pound per square inch gauge）と表記されます。多くの圧力計はこの方式を採用しています。例えば、自転車のタイヤに65 psigの空気を注入した場合、実際の絶対圧力は「大気圧(14.7) + 注入圧(65) = 79.7 psia」となります。

psid（差圧）

大気圧以外の2つの地点間の圧力差を示す場合にpsid（pound per square inch differential）という単位が使われます。

高圧向けの派生単位：ksiとMpsi

非常に大きな数値を扱う分野では、psiに接頭辞をつけた単位が使用されます。

• ksi (kilopound per square inch): 1,000 psiに相当します。主に材料科学において、金属などの引張強度を測定する際に用いられます（1 ksi ≈ 6.895 MPa）。
• Mpsi (megapound per square inch): 100万 psiに相当します。主に金属の弾性係数など、極めて高い剛性を示す数値に使用されます（1 Mpsi ≈ 6.895 GPa）。

身近な事例で見る圧力の大きさ

psiの数値が具体的にどの程度の圧力を指すのか、代表的な例を挙げます。

• 低圧域: 人間の正常な血圧（約1.55〜2.32 psig）、家庭用天然ガス配管（4〜6 psig）
• 中圧域: 自動車のタイヤ（約32 psig）、自転車のタイヤ（65〜120 psig）、エアツール（約90 psig）
• 高圧域: 潜水用SCUBAタンク（約3,000 psig）、航空機（A380）の油圧システム（5,000 psig）、ウォータージェットカッター（40,000〜100,000 psig）
• 超高圧域: ASTM A36鋼の究極引張強度（58,000 psi）

圧力単位の変換まとめ

主要な圧力単位間の換算値を以下の表にまとめました。

主要圧力単位の換算表

単位	Pa (パスカル)	bar (バール)	atm (標準大気圧)	psi (ポンド/平方インチ)
1 Pa	1	1 × 10⁻⁵	≈ 9.87 × 10⁻⁶	≈ 1.45 × 10⁻⁵
1 bar	100,000	1	≈ 0.987	≈ 14.50
1 atm	101,325	≈ 1.013	1	≈ 14.70
1 psi	≈ 6,894.76	≈ 0.069	≈ 0.068	1

Frequently Asked Questions

psiとkPaの簡単な計算方法はありますか？

厳密には1 psi ≒ 6.895 kPaですが、概算で計算したい場合は「psiの値に7を掛ける」と、おおよそのkPa値を得ることができます。

psigとpsiaを間違えるとどうなりますか？

特に真空に近い低圧環境や、精密な圧力制御が必要な設計において、大気圧分（約14.7 psi）の誤差が生じるため、重大な計算ミスや事故につながる可能性があります。必ずどちらの基準かを確認してください。

ksiという単位はどのような場面で使われますか？

主に材料工学の分野で、鋼材などの強度（引張強度や降伏点）を表記する際に使われます。ガス圧などの流体圧力でksiが使われることは稀です。

14.7 psiという数字がよく出てくるのはなぜですか？

これは海面における標準的な大気圧の値だからです。ゲージ圧（psig）から絶対圧（psia）に変換する際の基準値として頻繁に利用されます。