スピーカーボックス容積とポート調整計算機
バスレフおよび密閉型エンクロージャーの内部容積、ポート寸法、調整周波数を計算します。
外形寸法、材料厚、スピーカーパラメータを入力すると、正確な正味容積、ポート長、調整周波数を算出できます。
スピーカーボックス容積とポート調整計算機
バスレフおよび密閉型エンクロージャーの内部容積、ポート寸法、調整周波数を計算します。
スピーカーボックス計算機について
スピーカーエンクロージャーは、ユニットを囲う装飾箱以上の存在です。キャビネット自体が音響装置であり、ユニット周辺の空気の流れを制御し、前面波と背面波の打ち消しを防ぎ、低域特性を大きく左右します。結果として、平凡なユニットを優秀に聞かせることもあれば、高級ユニットの性能を台無しにすることもあります。
最も一般的なエンクロージャーは、密閉型とバスレフ型です。密閉型では、内部の空気がスプリングとして働き、ドライバーのサスペンションに復元力を与えます。箱が小さいほどこの空気ばねは硬くなり、システム共振は上がって低域伸長は短くなります。大きい密閉箱は共振を下げますが、コーンの振幅を許しやすく、高出力時にはドライバー限界に達しやすくなります。理想的な密閉箱の容積は、通常ドライバーの Vas の 0.5〜1.0 倍です。
バスレフ型は、調整されたポート（箱に開いたチューブまたはスロット）を追加します。ポートの調整周波数付近では、ポート自体が音を放射し、ドライバーを補助して低域出力を伸ばします。これはヘルムホルツ共鳴の原理に基づいており、ポート長と断面積、そして箱容積によってポート内の空気質量の共鳴周波数が決まります。ここで用いる式は L = (c² × S) / (4π² × Vb × fb²) − 0.85 × √S です。L はポート長、c は音速（13,540 in/s）、S はポート断面積（平方インチ）、Vb は箱容積（立方インチ）、fb は目標調整周波数（Hz）です。
この計算機は外形寸法を前提にしています。材料厚は各寸法から 2 回分（向かい合う板それぞれ）差し引かれ、容積計算に使う実際の内寸を求めます。正味内部容積は、総内部容積からスピーカードライバー自体が占める空間を差し引いたものです。ドライバーの体積は円柱として近似します。
ポートの調整周波数は、低域拡張を狙う場合は通常 Fs の 0.7〜1.0 倍の間に設定します（Fs はドライバーの自由空気共振周波数）。最大出力を狙うなら、これより高くすることもあります。35 Hz の調整は、カーオーディオのサブウーファーやホームシアター用途で一般的です。25 Hz を下回る調整は、超低域でドライバーの負荷が外れ、歪みが増えるおそれがあります。
材料厚は総内部容積に大きく影響します。高密度で均質、加工しやすい 19 mm（3/4 インチ）の MDF は、家庭用エンクロージャーで最も一般的です。車載用途では重量が重要になるため、バルチックバーチ合板が好まれます。
スピーカーボックス設計例
小型ブックシェルフから大型カーサブウーファーまで、実例を 4 件掲載しています。
| 用途 | 正味容積 | 備考 |
|---|---|---|
| 12インチ車載サブ — 外寸 20.5 × 14 × 12 in、0.75 in MDF、12 in ドライバー、奥行き 5.5 in、3 in ポート、35 Hz | ~1.08 ft³ | 内部寸法は 2×0.75 を差し引いて 19 × 12.5 × 10.5 = 2,494 in³。スピーカーの占有量は約 622 in³。正味は約 1,872 in³（1.08 ft³）。35 Hz 調整ならポート長は約 12〜15 in。 |
| 15インチホームシアター用サブ — 外寸 24 × 18 × 16 in、0.75 in MDF、15 in ドライバー、奥行き 7 in、4 in ポート、30 Hz | ~2.4 ft³ | 内部 22.5 × 16.5 × 14.5 = 5,382 in³ からスピーカー占有量約 1,237 in³ を差し引きます。正味は約 4,145 in³（2.4 ft³）。大型バスレフ箱は低域を 30 Hz まで伸ばします。 |
| 6.5インチブックシェルフ — 外寸 8.5 × 6 × 10 in、0.5 in MDF、6.5 in ドライバー、奥行き 3 in、1.5 in ポート、45 Hz | ~0.14 ft³ | 内部 7.5 × 5 × 9 = 337.5 in³ からスピーカー約 99.5 in³ を差し引きます。正味は約 238 in³（0.14 ft³）。45 Hz で 1.5 インチポートなら、パンチのある低音になります。 |
| 8インチスタジオモニター — 外寸 12 × 8 × 14 in、0.75 in MDF、8 in ドライバー、奥行き 4 in、2 in ポート、40 Hz | ~0.38 ft³ | 内部 10.5 × 6.5 × 12.5 = 853 in³ からスピーカー約 201 in³ を差し引きます。正味は約 652 in³（0.38 ft³）。2インチポートは、正確なミキシング向けの中程度出力に適しています。 |
スピーカーボックス計算機の使い方
- 計画中のエンクロージャーの外形寸法を測ります。長さ、幅、高さをインチで入力してください。計算機が材料厚を差し引いて内寸を求めます。
- 材料厚を入力します。一般的な MDF は 0.75 インチ（19 mm）、小型ブックシェルフでは 0.5 インチ（13 mm）の薄い板材がよく使われます。
- ドライバーの公称直径と取り付け深さを入力して、箱内で占める体積を反映させます。
- ポート直径と希望する調整周波数を入力します。ポート径が大きいほど空気速度は下がりますが、より長いチューブが必要です。小さい径は短いチューブで済みますが、大音量時にポートノイズが出ることがあります。
- ［計算］をクリックすると、正味容積、必要なポート長、調整周波数が表示されます。空間に収まり、音響目標を満たす設計になるまで入力を調整して再計算してください。
スピーカーボックス計算機 FAQ
密閉型とバスレフ型の違いは何ですか？
密閉型は、正確で制御しやすい低音と良好な過渡応答が得られますが、低域の伸びは限られます。バスレフ型は調整ポートを使って、ドライバーの自然共振より下まで低音を伸ばし、効率と深い低音を得られる一方、精度とキャビネットサイズを少し犠牲にします。
適切な調整周波数はどう決めますか？
調整周波数は、通常ドライバーの自由空気共振周波数（Fs）の 0.7〜1.0 倍に設定して、低域の伸びを最大化します。ホームシアター用サブウーファーでは 20〜35 Hz が一般的です。カーオーディオでは 35〜45 Hz にすると、高音量でも過度な振幅を避けつつパンチのある低音が得られます。20 Hz を大きく下回る調整は、ドライバーの負荷抜けや歪みにつながるため避けてください。
なぜ外形寸法を使うのですか？
完成前後の箱を測るとき、まず外形寸法を取るのが一般的だからです。そこから各寸法ごとに材料厚の 2 倍を引いて、内部の空気容積を求めます。外形寸法を使うことで、内部容積を計画する際に板厚を忘れるというよくあるミスを防げます。
どのくらいの材料厚を使うべきですか？
多くのホームオーディオ用エンクロージャーでは、密度が高く均一で加工しやすい 3/4 インチ（19 mm）MDF が標準です。車載用途で重量を重視するなら、5/8 インチ MDF やバルチックバーチ合板が一般的です。1 インチ以上の厚板はキャビネットの共振を抑え、大出力の大型サブウーファーに向いています。
ポート径は性能にどう影響しますか？
ポート径が大きいほど、ポート内の空気速度が下がり、高出力時のポートノイズ（chuffing）を抑えられます。ただし、同じ調整周波数ではより長いチューブが必要になり、箱内に収まらないことがあります。目安として、最大出力時のポート空気速度は 17 m/s 未満に抑えるとよいでしょう。複数の小径ポートでも、必要な断面積を短い長さで確保できます。
この計算機は密閉型にも使えますか？
はい。密閉型ではポート長の結果は無視し、正味内部容積に注目してください。この容積をドライバーの Vas と比較します。箱容積を 0.5〜1.0 × Vas にすると、適度な Qtc（0.7〜1.0）でバランスのよい密閉応答が得られます。小さい箱はシステム共振を上げて低音を引き締め、大きい箱は低域を伸ばしますが、やや膨らみやすくなります。