トルクと馬力の違い

質問

トルクと馬力の違いについて教えて下さい。
いろんな本などを見ても難しい言葉や式が出てくるので理解できません。

できれば例え話で僕でも分かるような説明をして頂くとありがたいのですが・・

回答No.5

kenkenkent · ベストアンサー

トルクと馬力（パワー）、両方とも力の強さを表す単位の様ですが、
表す内容は異なっています。
トルクと言うのは、diceさんのおっしゃる様に、ねじりモーメント
（ねじりに対しての力の強さ）を表すもので、
エンジンがシャフトを回す際に、どれくらいまでの負荷がかかっても
シャフトを動かす事ができるか、と言う単位です。
ちなみに、deagleさんの回答にある
『つまり自動車においてトルクが高いとは、
タイヤがより速く回転する、という意味です。』は間違いです。
自動車においてトルクが高いと言うのは、
『どれくらいの重さを積んでも車が動かせるか』と言った方が近いですね。
馬力と言うのは、力速度の単位になって来ます。
馬力についての説明は、diceさんの回答にある通りなので繰り返しませんが、
一般的に、『トルク×スピード＝パワー』だったりします。
簡単に言うと、同じトルクを発生できるエンジンであれば、
より回転数の高いエンジンの方が馬力が高い、と言う事になります。
エンジンの構造とパワー特性の関連については、
一般的にエンジン1気筒あたりの排気量が大きい程、
1回の爆発力が大きいので、トルクが大きいです。
ただ、1気筒当たりの排気量を大きくすると、ピストンなどが大型化・重量化してしまい、
慣性の法則により、回転数が上げにくくなってしまいますので
（エンジンの回転＝ピストンの往復の速度ですからね）
最大馬力は低くなってしまいます。
反対に、1気筒当たりを軽くしてブン回してやると、
トルクは出ませんが馬力は出ます。
F1のエンジンは1994年まで3500ccで約800馬力と言われていました。
翌年、パワー抑制の為3000ccに下げられたのですが、
1気筒当たりが軽くなり、最大回転数が上がった為、
500cc小さくなったエンジンでも、3500cc時代とほぼ変わらない馬力が出ました。
ただし、トルクは細くなり、高回転型のエンジンになりましたが。

例え話をしてみましょうか。
ここに、馬と牛が1頭ずついたとします。そこで彼等に荷物を引かせます。
『50kgの荷車を引っ張って、100m先まで走って行け』
と言ったら、
恐らくは脚の速い馬の方が先にゴールしますね。これが馬力です。
今度は、『お互いに引っ張れるだけの荷物を引っ張れ』
と言うと、ゆっくりではありますが、牛の方がより沢山の荷物を引っ張ります。これがトルクです。

こんなんでなんとかお分かり頂けるでしょうか？

回答No.8

noname#2748

話の順序からして先ずはトルクから
トルクとは単純に力の大きさをあらわす言葉です。単位としてはｋｇｆ・ｍやｋｇｆ・ｃｍやＮ・ｍなどが一般的でしょう。さて、実際にトルクとはどういう事を表すのかというと、長さが１メートルあるスパナでボルトを締め付ける場合を考えてみて下さい。スパナの端に１ｋｇの力を加えると、この時ボルトに掛かるトルクの大きさが、1ｋｇｆ・ｍということです。軸の中心からの距離と、それを動かそうとする力の大きさの積で表されるもので、最初のスパナとボルトの例では、ボルトが回ったかどうかには触れていませんが、トルクに関してはボルト回ったかどうかは無関係なのです。これはボルトが回ろうが回るまいが、ボルトに力が加わった事は確かだからです。力の大きさをあらわすトルクは相手の状態が変化したかどうかとは無関係なのです。もうひとつ例え話をすると、１本の自由に回転できる軸の両端に片方は時計回りに、もう片方には反時計回りに紐を巻きつけそれぞれの紐に同じ重さの錘をつるしたとき、両方が釣り合って軸は回転しませんが、軸をねじるようにトルクが掛かっていることは間違い有りません。もし錘が非常に重かった場合や軸が弱かった場合はねじ切れてしまうでしょう。これは軸にトルクが掛かっている証拠です。

次に馬力ですが、これは力の強さではなく仕事の量をあらわす言葉です。仕事量と力の大きさの違いを端的に述べるならば、それは時間という概念があるか？という事です。先に説明した通りトルクには時間という概念は存在しません。ゆっくり掛けようと、瞬間的に掛けようと
長い時間続けようと、すぐ止めようとトルクの値に変化はありません。ところが馬力になると話が変わってきます。先ず、１馬力とはどういうことを示すのかの説明をしておきましょう。７５ｋｇの錘を１秒間で1ｍ持ち上げる仕事の量が１馬力です。ここで注目して頂きたいのは“１秒間”と“1ｍ”言う部分です。これはある時間にある高さまで移動する“速度”を持つということで、トルクにはこの速度という要素はありません。ここが大きな違いです。よくエンジンの主要緒元などに**ｋｇＦ・ｍ/****ｒｐｍという記載を見ますが、これはその回転数のときに一番トルクが大きくなる特性があるということで、ある種のモーターなどでは軸がロックされて回転していないときが最大トルクである事もあるように
それぞれの機器によって力の出る回転数が異なるだけの話ですので勘違いしないように気をつけましょう。ご承知のようにエンジンは０回転では運転できませんし、バルブタイミングやボア/ストロークレシオ・点火時期や燃焼方法の違いなどによって最大トルクを発生する回転数は大きく異なります、例えばスポーツカーのエンジンのように６０００回転以上の高速域で最大トルクになるものや大型トラックのエンジンのように１２００回転ぐらいで最大トルクを発生するものなどです。

話が横道にそれてしまいましたが、上記の例を元に説明すると、スポーツカーのエンジンもトラックのエンジンも最大トルクが５０ｋｇｆ・ｍで同じと仮定します。ここで問題になるのはエンジンの回転速度です。仕事率とは（仕事の量）速度と力の積に比例するため、同じ力を
スポーツカーのエンジンはトラックのエンジンの５倍の回転数で発生していることになり、馬力も５倍あることになるのです。例えばエンジンの軸にロープを巻きつけ
錘を引き上げたとします。錘の重さはエンジンのトルク
（両方とも同じ）で持ち上げられるギリギリの重さにしておきます。この時回転数の高いものほど早く錘を持ち上げられるのは確かです。また、同じ馬力のエンジンがあれば、トルクが大きかろうが小さかろうが同じ仕事ができます。例えば１００馬力のエンジンが２台あり片方は１０００回転で１００馬力の低速型のエンジン、片方は１００００回転で１００馬力の高速型エンジンだとします。この場合低速型エンジンの最大出漁回転数でのトルクは高回転型エンジンの１０倍（馬力は速度×トルク）になります。ここで上記のような実験をすると高速型エンジンの軸の直径を低速型エンジンの軸の直径の１／１０にしてやれば同じ速度で錘を巻き上げるはずです。

図解を使用できないので不十分かとも思いますが、おおよその間が方は理解いただけると思います。

ちなみに、最近ではＳＩ単位（ＩＳＯにより定義された国際標準単位）による表記で馬力（ＰＳ）は“Ｗ”ワットにトルクのｋｇｆ・ｍはＮ・ｍ（ニュートン・メートル）に表記が変わったいる場合が多いようですが、１馬力は≒７３５．５Ｗで換算できます。１ｋｇｆ≒９.８Ｎで換算してください。すなわち“Ｗ”表記の場合表記された数字を７３５．５で割る（Ｋｗ表記の場合は０.７３５５で割る）Ｎ・ｍ表記の場合９.８で割ればそれぞれ馬力（ＰＳ）・トルク（ｋｇｆ・ｍ）に換算できます。

いかに示すＵＲＬに各単位系での変換定数が網羅されていますので参考にしてください。

参考URL：

http://member.nifty.ne.jp/i-pon/index.html

回答No.7

mioya

簡単に言うと、
トルクは、どれだけ重いものを動かせるか。
馬力は、一定時間内にどれだけの量の仕事ができるか。

例えば、糸のついたオモリをエンジンについたリールで巻き上げる時、
引っ張り上げることが可能なオモリの重さがトルク。
一定時間内で、何キロのオモリをどれだけの距離移動させることができるかの総量が馬力。
ですから、軽いオモリしか引っ張ることができなくても高回転で回れば、馬力も上がる事になります。

と思います。(^^;

回答No.6

sigma

一般に次のことを理解すればよく分かると思いますが、
トルク×回転数＝馬力なので
トルク"2"×回転数"100"＝馬力"200"
トルク"1"×回転数"100"＝馬力"100"
となります。
よって、同じ回転数であれば、トルクの大きいほうが馬力が出ます。
deagleさんの回答を訂正すると、
"それに対して鉄などで出来た重いコマは、強く回さないとなかなか速くは回りませんが、いざ回ってしまえばちょっとやそっと触ったくらいでは止まりません。これは馬力があるからです。"
というのが、
"それに対して鉄などで出来た重いコマは、強く回さないとなかなか速くは回りませんが、いざ回ってしまえばちょっとやそっと触ったくらいでは止まりません。これは鉄のコマのほうがトルクが大きいからです。"
となります。
よって、力の有るコマはトルクが有り､力の無いコマはトルクが無いといえます。ここでトルクと馬力の関係が良く分からなくなってませんか？
コマの例でいうと、コマの重さと、円周方向にどのくらい動いた(回った）かという全体の仕事量を表しています。
軽いコマが早く回ったのと、思いコマが遅く回ったのでは、どちらが、仕事量として大きいかが馬力です。
うわっ！kenkenkentさんがすでに回答している！
せっかく書いたので、登録しときます。

回答No.4

otsuge

トルクと馬力ですか。
たとえ話とのご要望、何とかトライしてみます。
ヨーヨーわかりますか。半径が５センチくらいのヨーヨーがあったとして、これが回転する勢いで糸を巻き付けて上がって行く運動を考えてください。軸心の半径はもっと小さくて１センチくらいですよね、普通は。本体の半径と軸心の半径が大きく差があるから、勢いが蓄えられるんです。
すると半径が１センチで、ここに糸を巻き付けて上るんですから、トルクはヨーヨーの自重と半径をかけたものだというのは何となくわかるでしょ。

今度は馬力を考える上で、どれくらいのスピードで上って行くかを考えましょう。
勢いよくヨーヨーが回転していれば、それだけ速く上るでしょ。回転が遅ければ上るスピードも遅い。つまり馬力の大小です。馬力のことを仕事率とも言うんです。直観できそうですか？
何となく、エンジンの回転数に関係がありそうでしょ。
速い例も遅い例もトルクの値は同じ、回転数の違いだけが、馬力の違いになってます。
数式使わないたとえ話でした。
わー。こんなに回答が出てた。やめとこうかな・・・・

回答No.3

noname#25358

えー。
　馬力というのは、仕事率ですから、７５キログラムの物体を、１秒間に１メートル動かすことのできる物理的な力のことを１馬力といいます（日本の場合）。
　それに対し、トルクというのは単純に自動車のシャフトなど、回転体を回転させる力の大きさのことを言います。つまり自動車においてトルクが高いとは、タイヤがより速く回転する、という意味です。

　トルクと馬力の違いは、「シャフトがいくら速く回ったって重い物を載せれば車は遅くなる」という原理を考えればすぐに分かります。
　たとえば、コマ。昔ながらの日本のおもちゃです。
　このコマは、木で出来ている場合、軽いので比較的速く回ります。これを「トルクが高い状態」と言います。ところが軽いコマは、軸をちょっと押すと簡単に止まってしまいます。これは馬力がないために外因的な力に弱いからです。
　それに対して鉄などで出来た重いコマは、強く回さないとなかなか速くは回りませんが、いざ回ってしまえばちょっとやそっと触ったくらいでは止まりません。これは馬力があるからです。
　まあ、馬力もトルクもあるコマであれば最良なんでしょうけど、そうなると重いコマを強い力で回さなければならず、エネルギーを多く消費します。
　よって、通常は「トルクの高いコマは力がない」「トルクの低いコマは力がある」という図式が成り立ちます。

回答No.2

noname#160975

正確な言葉の定義は下の人がしてくれているのでここでは実際の考え方について説明します。
　簡単にいうと馬力は車のスピードに関係する力でトルクは物を引っ張ったり、坂道を登るときの力です。馬力が瞬発力だとすればトルクは持久力というところでしょうか？
　一般にガソリンエンジンは馬力があるがトルクが低めです。逆にディーゼルエンジンは馬力はないですがトルクはあります。例えばスポーツカーは馬力があってスピードが出ますが、坂道などを上る力はあまりありません。スピードにのって坂道を駆け上がるのは出来ますが、ゆっくりじっくりと坂道を登るのには向いていません。
　反対にジープやトラックは馬力はあまりなくスピードを出すのは苦手ですが、坂道や物を引っ張る力は強いです。それがトルクのある車ということです。

回答No.1

dice

「馬力」・・・工業上用いられる仕事率の単位。国によって定義が異なり、日本では0.750キロワットを一馬力とした。また、毎秒550フィートポンド（0.74キロワット）を一馬力とする英馬力、毎秒75キログラムメートル（0.7355キロワット）の仏馬力などがある。現在は仏馬力のみが計量法で認められている。〔horsepower の訳語〕

「トルク」・・・回転軸のまわりの、力のモーメントのこと。棒をよじる場合や、原動機の回転軸における駆動力を示すのに用いる語。ねじりモーメント。

以上、goo-大辞林の解説です。
「馬力」は仕事量。「トルク」は 原動機に特化した力を表す言葉。
・・・というところでしょうか。
わたりにくかったら、ごめんなさい。

参考URL：

http://dictionary.goo.ne.jp/jp/

お礼

うーん。難しいですね。ねじりモーメントとはどういうことなんでしょう