Psi（ポンド毎平方インチ）とは？圧力単位の基礎知識と換算方法

機械工学や自動車整備、あるいはダイビングなどのレジャーシーンで頻繁に目にするpsiという単位。これは主に米国で使用されている圧力の単位ですが、世界的な製品仕様書などでも広く採用されています。本記事では、psiの定義から、混同しやすい絶対圧とゲージ圧の違い、そしてSI単位系（パスカル）への換算方法までを詳しく解説します。

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は国際単位系（SI）で約6.895 kPaに相当する。
• psia（絶対圧）とpsig（ゲージ圧）は基準点が異なるため、使い分けが重要である。
• 高圧な材料強度などを表す際は、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とは、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表す単位です。これは米国慣習単位系（US customary units）に基づいた指標であり、物理学的には「圧力」だけでなく、材料にかかる「応力」を測定する際にも利用されます。

SI単位系であるパスカル（Pa）に換算すると、1 psiは約6,894.757 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）を用い、「1 psi ≒ 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点が、基準となる「ゼロ点」の設定です。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）

psia（pound per square inch absolute）は、完全な真空状態をゼロとして測定した圧力です。宇宙空間のような真空を基準とするため、物理計算や科学的な解析に用いられます。

psig（ゲージ圧）

psig（pound per square inch gauge）は、周囲の大気圧をゼロとして測定した圧力です。一般的な圧力計（ゲージ）で表示される値はこの形式です。例えば、海面付近の大気圧は約14.7 psiであるため、ゲージで「65 psig」と表示されているタイヤの内部圧力は、絶対圧では 65 + 14.7 = 79.7 psia となります。

psid（差圧）

psid（pound per square inch differential）は、大気圧以外の2つの地点間の圧力差を示す際に使用される単位です。

高圧向けの派生単位：ksiとMpsi

非常に大きな数値を扱う材料科学や機械工学の分野では、psiに接頭辞をつけた単位が使われます。

• ksi (kilopound per square inch): 1,000 psiに相当します。主に金属などの引張強度を測定する際に用いられ、1 ksi ＝ 6.895 MPaとなります。
• Mpsi (megapound per square inch): 1,000,000 psiに相当します。金属の弾性係数など、極めて高い剛性を示す指標として利用され、1 Mpsi ＝ 6.895 GPaとなります。

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）、NFLの試合球（12.5〜13.5 psig）
• 高圧域: 潜水用SCUBAタンク（約3,000 psig）、エアバス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）

圧力単位の換算まとめ

主要な圧力単位間の換算値を以下の表にまとめました。設計や計算の際の参照にご活用ください。

主要圧力単位の換算表

単位	パスカル (Pa)	バー (bar)	標準大気圧 (atm)	psi (lbf/in²)	水銀柱 (mmHg/Torr)
1 Pa	1	10⁻⁵	≈ 9.87 × 10⁻⁶	≈ 1.45 × 10⁻⁴	≈ 7.50 × 10⁻³
1 bar	100,000	1	≈ 0.987	≈ 14.50	≈ 750.06
1 atm	101,325	≈ 1.013	1	≈ 14.70	760
1 psi	≈ 6,894.76	≈ 0.069	≈ 0.068	1	≈ 51.71
1 mmHg	≈ 133.32	≈ 1.33 × 10⁻³	≈ 1.32 × 10⁻³	≈ 0.019	1

Frequently Asked Questions

psiとpsigは何が違うのですか？

psiは圧力の一般名称ですが、psigは「ゲージ圧」を意味し、周囲の大気圧を0として測定した値です。一方、psiaは「絶対圧」であり、完全な真空を0として測定します。したがって、psia ＝ psig ＋ 大気圧 という関係になります。

1 psiをパスカルに直すといくらになりますか？

1 psiは約6,894.76 Pa（パスカル）です。実用的な計算では、約6.895 kPa（キロパスカル）として扱うことが一般的です。

ksiという単位はどのような時に使われますか？

ksiは1,000 psiを1単位としたもので、主に材料科学の分野で利用されます。例えば、鋼材などの引張強度のように、数値が非常に大きくなる場合に表記を簡略化するために用いられます。

大気圧をpsiで表すとどのくらいですか？

海面における標準的な大気圧は、約14.7 psia（絶対圧）です。

Mpsiとはどのような単位ですか？

Mpsiは100万psi（1,000,000 psi）に相当する単位です。主に金属などの材料の弾性係数（ヤング率）など、極めて高い圧力や応力を表すメカニクス（力学）の分野で使用されます。