圧力計の針が上がり、赤いゾーンの手前で止まり、工具が動き出すたびに落ちては、また上っていく。サイクルに次ぐサイクル。左下ではタンクが満たされ、継手から空気がシューッと漏れ、右ではインパクトレンチが打ち続け、青い読み取りマークが目盛りの端から端へと動いていく。赤いゾーンが脈打つのは飾りではない。その奥には安全弁の設定値がある。
単位の要覧
アメリカの圧縮空気 第 1/1 葉 · 改訂 2026-09重量ポンド毎平方インチ
psi · SI 外の単位 · 圧力 · 6894.757 293 Pa
耳で聞く単位
アメリカの工場では、圧力は読むものというより聞くものだ。隅のコンプレッサーは 135 まで充填すると静かになり、天井下のホースは継手でシューッと鳴り、インパクトレンチは自分の 90 を取って針を 20 下げ、そしてモーターがまた目を覚ます。この一連の振り付けはすべて重量ポンド毎平方インチで目盛られており、どの単位系もまだそれを書き換えられていない。
単位の成り立ちに回りくどさはない。1 平方インチの面積に加わる 1 ポンドの力だ。この単純さから技術文化がまるごと育った——タイヤ、ホース、継手、エアツール、油圧、配管の耐圧試験——そしてその中の一つひとつが、職人が音楽家の音感のように頭に入れている数字を持っている。
ここに落とし穴は一つだけだが、永遠に覚えておく価値がある。圧力計が測るのは大気圧を超えた分だということだ。文字盤の 90 は絶対圧では 105 であり、空気の貯蔵量、ノズルを通る流量、圧縮仕事の計算はどれも、まさに絶対値を必要とする。だからこの単位には接尾辞がくっついた。g はゲージ（圧力計）、a は真空から数えた値だ。
小文字でピリオドなしに書き、接尾辞はすぐ後ろに付ける。psig はゲージ圧、psia は絶対圧、psid は差圧だ。正式名称が長すぎる場面では、翻訳された文書もラテン文字の psi をそのまま使う。ギリシャ文字のように書くのは奇妙で、せいぜい会話向きだ。
圧力計は全圧ではなく大気圧を超えた分を示すので、文字盤の 90 psi は絶対圧で 105 を意味する。レギュレーターを調整するときには差は問題にならないが、空気の貯蔵量やノズル流量の計算では欠かせない。もう一つ、psi は圧力、cfm は流量であり、コンプレッサーは流量で選ぶ。工場ではいつも圧力の話で揉めるのだが。
01 · 定義
ポンド毎インチ · タンク · 流量対圧力重量ポンド毎平方インチとは、1 ポンドの力が 1 平方インチの面積に分布したときに生じる圧力である。重量ポンドは国際ポンド（質量）と標準重力加速度で定義され、インチはちょうど 25.4 ミリメートルなので、この単位全体がパスカルで正確な数値として表され、固有の原器を持たない。
実際の圧縮空気は二つの数字で同時に生きており、それを取り違えてはいけない。一つ目は圧力、これがなければ工具がそもそも動かない、あの psi だ。二つ目は流量、工具が作業中に毎分消費する立方フィートだ。インパクトレンチとエアブレーカーは同じ 90 psi を要求するが、後者は 4 倍の空気を使う。だからナットを見事に締めるコンプレッサーでも、レギュレーターをどう調整してもブレーカーには追いつけない。
タンクはその差をならすが、長くはもたない。タンク内の自由空気の蓄えは、容積に気圧単位の圧力降下を掛けたものに等しく、135 から 95 psi まで充填した 30 ガロンのタンクには約 11 立方フィート、ブレーカーのおよそ 30 秒分の仕事量が入っている。その後はすべてコンプレッサーの吐出量次第で、それが工具の消費量を下回れば、針は必ず下がっていく。
ここから工場のルールが生まれる。コンプレッサーは流量で選び、約 1.5 倍の余裕を持たせる。圧力は最も要求の厳しい工具に合わせて設定し、使用箇所でレギュレーターで下げる。圧力計の赤いゾーンも飾りではない。その奥には安全弁の設定値があり、それを決めるのはホースメーカーではなく圧力機器の規則である。
コンプレッサーは足りるか
左は圧力計とタンク。工具が動き、空気が出ていき、針は 135 psi から、それ以下では作業できないしきい値へと下がっていく。モーターは力の及ぶ分だけしか戻せない。右は同じ過程を時間軸に広げたもの——赤いしきい値線に向かう黄色い圧力曲線と、二本の流量バー。コンプレッサーの吐出量を動かしてみてほしい。工具の消費量を下回っている限り、曲線はいずれ線に届き、問題は何秒後かだけだ。吐出量が消費量を上回ったとたん、曲線は平らになり、工具は止まらずに動き続ける。
02 · 換算
圧力 · 圧力計と真空 · 工場一つの圧力、三つの会話
最初のタブは、入力した圧力を各単位に振り分ける。二つ目はゲージ圧と絶対圧のあいだで換算し、ついでに標高で何が変わるかを示す。三つ目は、この単位がそもそも工場で使われ続けている理由を計算する。ピストンの力、空気の蓄え、締め付けトルクだ。
覚え方：1 bar はおよそ 14.5 psi、100 psi は 7 bar をやや下回る。
カタログの工具消費量の示し方はまちまちだ。通常使用での平均消費量を書くメーカーもあれば、連続作業での瞬間値を書くメーカーもあり、その差は 2 倍にもなりうる。コンプレッサーと工具の比較が意味を持つのは、両方の数字を同じ吸込条件にそろえたときだけだ。
| 量 | 値 | 注記 |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · 測定器
ブルドン管 · 圧力スイッチ · タイヤゲージ · 重錘形圧力計圧力をとらえる四つの方法
まっすぐになろうとする弧
ほとんどの圧力計の中には、断面を平たくつぶして弧状に曲げた真鍮の管が入っている。圧力を受けるとまっすぐになろうとし、その動きがリンクと扇形歯車を介して針を回す。電源が要らず、工場の汚れの中でも正直に働くので、この構造は一世紀半にわたって変わらずに生き残った。代償はフルスケールの約 2 % という精度で、だから 300 psi の圧力計で 30 を点検するのは向かない。
判断を下す計器
圧力スイッチは量を表示するのではなく、二つの設定値と比べてモーターに指令を出す。だからタンク圧力はいつも下限と上限のあいだをのこぎり波のように上下する。設定値の間隔は適当ではない。狭すぎるとモーターが数秒おきに起動して熱を持ち、広すぎると圧力が工具の必要量を下回る。典型的な組み合わせはここから来ている——105 と 135 だ。
冷えたタイヤで 32
タイヤの空気圧は冷えたタイヤの値で示される。これはこだわりすぎではない。1 時間走ると中の空気が温まり、圧力は約 4 psi 上がるので、走行後にガソリンスタンドで「余分を抜く」と、確実に空気圧不足のタイヤになる。ドアピラーの数字はクルマのもので、タイヤのものではない。一方、タイヤ側面に刻まれた数字はタイヤが耐えられる最大値であり、使用圧力として扱ってはならない。
卓上に組み立てた定義
重錘形圧力計は単位の定義を文字どおり再現する。面積のわかったピストンに校正済みの分銅を載せると、その下の油の圧力は分銅の重さをその面積で割った値に等しくなる。こうした装置の不確かさは 100 分の 1 % の桁なので、まさにこれがすべての工場用圧力計の基準となる。そこに電子部品はない——あるのは質量と面積と重力だけだ。
05 · 表記の規則
psi · psig · psia · 接尾辞は続けて単位の後の一文字がすべてを決める
形式上、接尾辞 g と a は単位記号の一部ではなく、計量の専門家は快く思っていないが、圧縮空気の世界ではこれなしには済まない。さもなければ、圧力がどのゼロから数えられているのかわからないからだ。
一つ目の誤りは読み手にゼロ点を推測させ、圧縮計算ではそれだけで 15 単位ずれる。二つ目は、小文字でピリオドなしに書くべき記号を崩している。三つ目と四つ目は同じ病だ。銘板の高い圧力は、工具に空気を送る能力について何も語らない。送るのは流量だからだ。五つ目はタイヤの最大圧を使用圧力と取り違えている。冷間時の使用圧力はクルマのドアピラーに書いてある。六つ目は係数を危険な側に丸めている。配管の耐圧試験では、失われた 0.5 % が圧力計の許容差に上乗せされ、安全余裕が気づかぬうちに溶けていく。
06 · 隣り合う単位
bar · パスカル · 水銀柱インチpsi のまわりには、それぞれの業界に仕える圧力単位の一族が育った。bar はヨーロッパの圧縮空気に根づき、パスカルは計算に残り、水銀柱インチは真空技術と航空の中で生きている。相互の換算は簡単な係数で済むが、苦労が始まるのは同じ図面の上で二つの目盛りが出会うところだ。
同じ問いへのヨーロッパの答え。きっかり 10 万パスカル、ほぼ 1 気圧だ。旧世界の圧縮空気は bar で目盛られているので、同じ工具の本体に二つの数字が並ぶ。
psi が正確な数値で結びついている単位系の単位。工場にとっては小さすぎる。工具の使用圧力は 620 キロパスカルとなり、その数字は頭に残らない。
目盛りの真空側と、アメリカの航空気象通報の単位。「29.92」は標準大気圧を水銀柱の高さ（インチ）で表したものだ。
Simetriumのパスポートから隣に並ぶのは 水銀柱ミリメートル と 馬力：どちらも psi と同じく、定義の厳密さではなく、業界全体の計器やカタログや習慣がそれで目盛られているからこそ持ちこたえている。
07 · 歴史の部
アーカイブ · 蒸気ボイラーから圧縮空気の工場へ爆発から育った単位
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最初の三本のバーは軸のそばでほとんど重なり合う。これは正直な絵だ。工場の圧縮空気はすべて目盛りの下のほうの細い帯に収まり、呼吸用ボンベは 3000 まで上っていく。
なぜ工場はパスカルに移らなかったのか
アメリカは 70 年代にメートル法を公式に推奨単位系と定めたが、圧縮空気の切り替えに必要なのは表の差し替えではなく、ハードウェアの入れ替えだ。圧力計、レギュレーター、継手、工具カタログ、教材はすべて psi で目盛られており、工場にたった一本でも古い目盛りのホースが残っている限り、単位の混在は不便な単位よりも危険になる。
示唆的なのは、アメリカ国内でも変化は確かに起きているが、業界ごとに進んでいることだ。医療ガス、航空宇宙、研究機関はとうにパスカルに移ったが、自動車整備、建設、木工は 90 psi を手放さない。境界線は、文書が工具よりも長く生きる場所に引かれる。図面が何十年も使われる場所では単位が替わり、手の習慣が生きる場所では替わらない。
一方、計量学的にはこの単位は非の打ちどころがなく、まったく現代的だ。パスカルを通して正確な数値で表され、重錘形圧力計で 100 分の 1 % の桁まで実現でき、水銀も水も特別な条件も要らない。争われているのは物理ではなく、手に新しい習慣を覚えさせるコストであり、今のところ習慣が勝っている。
量のカタログ
圧力、流量、圧縮空気SI 基本単位
強調：キログラム、メートル、秒――パスカルはこれらから組み立てられる何にどれだけ必要か
bar と作業時間は最初の列から計算| 消費機器 | psi | バール | cfm | 備考 | |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {psi} | {bar} | {cfm} | {run} | {note} |
最後から二番目の列は、コンプレッサーの助けなしにタンク 1 回分の充填で工具が何秒動くかを計算する。まさにこれが工場の序列を説明している。タッカーにはどんなタンクでも半日もつし、スプレーガンには途切れない流れが要り、エアブレーカーは狙いをつける間もなく 30 ガロンを空にする。圧力はどれもほぼ同じで、違いは流量にある。