この木材収縮計算ツールでできること
木材は乾燥が進むにつれて内部の水分が抜け、細胞から水分が失われることで実際に寸法が小さくなります。この木材収縮計算ツールは、木材が幅・厚さ・長さの3方向でどれだけ収縮するか、そして全体の体積がどのように変化するかを試算するためのものです。木工職人、大工、製材業者、建築のプロが、切断・加工・材料発注の前に寸法ロスを見込んでおくための、実用的な計画ツールとして活用できます。
なお、本ツールはインチ（inch）とフィート（feet）といったヤード・ポンド法（インペリアル単位）を用いる前提です。日本ではミリメートルやセンチメートルが一般的なため、海外規格の木材を扱う場合や輸入材を検討する際の目安としてお使いください。
入力する項目
- 初期の幅（インチ） ― 乾燥前の木材の幅。
- 初期の厚さ（インチ） ― 乾燥前の木材の厚さ。
- 初期の長さ（フィート） ― 乾燥前の木材の長さ。
- 収縮率（%） ― 樹種や含水率の変化に応じて予想される収縮の割合。各寸法に同じ率を適用します。
幅と厚さはインチ、長さはフィートで入力するため、算出される体積は「インチ×インチ×フィート」という混合単位になります。これはあくまで乾燥前後の寸法を一貫した基準で比較するための数値です。
計算式
まず収縮係数を求めます。
$$\text{Final Dimension} = D \times \left(1 - \frac{\text{Shrinkage \%}}{100}\right)$$- 収縮係数 = 1 −（収縮率 ÷ 100）
- 仕上がり寸法 = 初期寸法 × 収縮係数（幅・厚さ・長さそれぞれに適用）
- 初期体積 = 幅 × 厚さ × 長さ
- 仕上がり体積 = 仕上がり幅 × 仕上がり厚さ × 仕上がり長さ
- 体積の変化量 = 初期体積 − 仕上がり体積
- 体積変化率（%）=（体積の変化量 ÷ 初期体積）× 100
計算例
たとえば、幅6インチ・厚さ2インチ・長さ8フィートの木材で、予想収縮率が5%の場合を考えてみましょう。
- 収縮係数 = \(1 - 0.05 = 0.95\)
- 仕上がり幅 = \(6 \times 0.95 = 5.7\) インチ
- 仕上がり厚さ = \(2 \times 0.95 = 1.9\) インチ
- 仕上がり長さ = \(8 \times 0.95 = 7.6\) フィート
- 初期体積 = \(6 \times 2 \times 8 = 96\)
- 仕上がり体積 = \(5.7 \times 1.9 \times 7.6 = 82.31\)
- 体積の変化量 ≈ 13.69、つまり約14.26%
収縮は3つの寸法すべてに適用されるため、体積の減少（約14.3%）は、1方向あたりの線収縮（5%）のおよそ3倍になります。
よくある質問
実際の木材はどの方向にも同じだけ収縮しますか？ いいえ。実際には、木材は繊維に対して直角の方向（接線方向）に最も大きく収縮し、放射方向はそれより小さく、長さ方向（繊維方向）にはほとんど収縮しません。本ツールは計算を簡単にするため、すべての方向に同じ収縮率を適用しています。そのため、長さ方向の数値は最大値（最も収縮した場合）の目安として捉えてください。
収縮率には何%を使えばよいですか？ 樹種や含水率の変化量によって異なります。多くの針葉樹・広葉樹では、生材から乾燥材になる過程で3〜8%程度に収まります。樹種ごとの収縮データを確認し、それに合わせて調整してください。
なぜ体積変化率は入力した数値より大きくなるのですか？ 同じ収縮係数が幅・厚さ・長さに掛け合わされるため、各寸法の減少が複合的に積み重なり、1方向だけの数値より全体の体積減少が大きくなるからです。
