馬力

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馬力(仏馬力)
horsepower
荷役馬
荷役馬。当初の1馬力。
記号 PS, ps(仏馬力)
HP, hp, ㏋(英馬力)
メートル法重量単位系(仏馬力)
ヤードポンド法重量単位系(英馬力)
仕事率工率
SI 735.498 75 W(仏馬力)ただし、日本の計量法では、735.5ワット(正確に)
745.699 871 582 270 22 W(英馬力)[1]
定義 75 kgf·m/s(仏馬力)
550 lbf·ft/s(英馬力)
由来 標準的な荷役馬1頭の仕事率
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馬力(ばりき)は仕事率工率単位である。名前の通り、元々は一頭の持つ力を1馬力と定めたものであった。今日では、ヤード・ポンド法に基づく英馬力メートル法に基づく仏馬力を始めとして、各種の馬力の定義がある。国際単位系 (SI) における仕事率、工率の単位はワット (W) であり、馬力は併用単位にもなっていない。

1馬力というのは輓馬(荷を引く馬)が継続的に荷を引っ張る際の仕事率を基準にしており、単純に「馬の最高出力=1馬力」を表すわけではない[2]。人間でも100メートル走などにおける瞬間的な最大出力では1馬力程度の力を出すことができる。

英馬力[編集]

馬力という単位は、ジェームズ・ワット蒸気機関の能力を示すのに、標準的な荷役馬1頭のする仕事を基準としたことに始まる。これが英馬力の起源で、数値的には「1秒間につき550重量ポンド(lbf)の重量を1フィート(ft)動かすときの仕事率」(550 lbf·ft/s)となる。

こういう数値になった経緯は次の通り。ウマの牽引力の平均が180重量ポンド、1時間ウマに牽引させ進んだ距離が10 852フィート、したがって1時間当たりの仕事率は、180×10 852=1953 360フィート・重量ポンド/時である。そして1分当たりは、1953 360÷60=32 556フィート・重量ポンド/分となる。この数値を33 000フィート・重量ポンド/分と丸めた上で、1秒当たりを算出すると550フィート・重量ポンド/秒となる。

ワットで表すと、1英馬力は約745.700ワットである。イギリスの法令上の正確な換算値は、1英馬力 = (正確に)745.699 871 582 270 22 ワットである[3]。この17桁もの数値は、550フィート重量ポンド/秒 = 550×0.3048(m/フィート)×0.453 592 37(kg/ポンド重力加速度9.806 65(m/s2)を、桁を丸めることなく算出したものである。

英馬力は、英語の「horse power」の頭文字をとってHPという記号で表される。hpと小文字で書くこともあり、HP合字にした(U+33CB、JIS X 0213 1-3-62)も使われる。 また、出力を測定するダイナモメータが制動力(ブレーキ力)を利用して測定されたことから、「brake horse power」の頭文字をとったbhpが使われることがあり、数値はHP=bhpとなる。 同様に、エンジンやタービンの軸出力(軸馬力)として英語の「shaft horse power」の頭文字をとったshpが使われることもある。

近年では後述のPSやkwが使われることが多く、HP,bhpは主にアメリカとイギリスの自動車メーカーで使われている。

仏馬力[編集]

言語 呼称 記号
日本の旗日本語 馬力 PS
ドイツの旗ドイツ語 Pferdestärke
フランスの旗フランス語 cheval-vapeur ch
イタリアの旗イタリア語 cavallo vapore CV
スペインの旗スペイン語 Caballos
ポルトガルの旗ポルトガル語 Cavalos
スウェーデンの旗スウェーデン語 hästkraft hk
デンマークの旗デンマーク語
ノルウェーの旗ノルウェー語
hestekraft
フィンランドの旗フィン語 hevosvoima hv
チェコの旗チェコ語 koňská síla k, ks
クロアチアの旗クロアチア語 konjska snaga
ポーランドの旗ポーランド語 koń mechaniczny KM
ハンガリーの旗マジャール語 lóerő LE
オランダの旗オランダ語 paardenkracht pk

仏馬力は、メートル法(重力単位系)に基づいて、英馬力の値にできるだけ近くなるように定義したものである。メートル法がフランス発祥であることから仏馬力と呼ばれる。その定義は、「1秒間につき75重量キログラム (kgf) の重量を1メートル動かすときの仕事率」(75 kgf·m/s)となる。ワットで表すと、1仏馬力は 735.498 75 ワットである。ただし、日本の計量法では、1仏馬力= (正確に)735.5 ワットである(計量単位令第11条第2項)。

こういう数値になった経緯は、英馬力から仏馬力を決めたことにある。ft·lbf ≒ 0.013 8255であり、550フィート・重量ポンド/秒が1英馬力である。それをメートル法に換算すると 550 lbf·ft/s ≒ 76.040 225 kgf·m/sとなる。この数字をもとに、きりのいい 75 kgf·m/s がフランス馬力とされた。

このため英馬力と仏馬力は等しくなく(英馬力>仏馬力)、1 仏馬力(PS) = 約 0.986 英馬力(HP)である。

記号は、ドイツ語のPferdestärke(馬の力)の頭文字の、PS または ps がヨーロッパで使われるほか、表のような各国固有の記号も使われる。日本では、計量単位規則第2条第2項第2号と別表第7により馬力(仏馬力)の記号は大文字の「PS」のみが使用できる[4]

日本における馬力の位置づけ[編集]

日本の旧計量法では、1馬力は英馬力とも仏馬力とも違う750ワットとしていた。これを日本馬力と呼ぶことがある。

1999年施行の新計量法では日本馬力は廃止され、仏馬力のみを採用した。計量法附則第6条と計量単位令第11条は、「仏馬力は、内燃機関に関する取引又は証明その他の政令で定める取引又は証明(=外燃機関に関する取引又は証明)に用いる場合にあっては、当分の間、工率法定計量単位とみなす。」とし、計量単位令第11条第2項は、1仏馬力 = (正確に)735.5ワットと定義している[5]

これは、新計量法がSIを全面的に導入するために制定されたものであり、本来であればSI組立単位であるワットを使うべきであるが、馬力がいまだに広く使われており、これを廃止すると混乱を招くために移行措置として使用を認めているものである。今日でも、レシプロエンジンの出力表示にはキロワット (kW) とともに馬力(仏馬力)が併記されることがある。

また、日本では、エア・コンディショナー(特にビル用の大型空調設備)の能力も「馬力」という単位で表現されることが多い。元来の意味は、圧縮機を動かすモーターの出力(1馬力≒750W)を示していたが、現在ではモーターの出力と馬力数は必ずしも一致しない。正式な換算式は存在しないが、慣習的に1馬力≒2.8kW程度の空調能力(約8相当の空間を冷やす能力)とされている。

仕事率の具体例[編集]

出典[編集]

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  1. ^ The Units of Measurement Regulations 1995 No.1804 SCHEDULE[1]
  2. ^ a b 講談社1983年刊『大辞典』1,275頁
  3. ^ The Units of Measurement Regulations 1995 No.1804 SCHEDULE[2]
  4. ^ 計量単位規則 (平成四年十一月三十日通商産業省令第八十号)
  5. ^ 計量単位令 (平成四年十一月十八日政令第三百五十七号)

関連項目[編集]

仕事率の単位
W kgf·m/s PS kcal/h
1 ワット(W) = 1 = 0.102 = 0.00136 ≈ 0.860
1 重量キログラムメートル毎秒(kgf·m/s) = 9.80665 = 1 ≈ 0.01333 ≈ 8.4322
1 仏馬力(PS) = 735.49875 = 75 = 1 ≈ 632.415
1 キロカロリー毎時(kcal/h) = 1.163 ≈ 0.1186 ≈ 0.00158 = 1