スピーカーポート同調周波数 計算機 (バスレフ)｜容積・ポート寸法・気温から Fb 算出

エンクロージャー内容積・ポート内径・ポート物理長・気温の 4 値から、バスレフ箱の同調周波数 Fb を Helmholtz 共鳴式で算出。端補正 1.463·r とポート断面積・実効長・音速・A/V 比も同時表示。

💡 このツールについて

バスレフ（ベンテッド）型スピーカーは、箱に開けたポート（ダクト）内の空気がバネのように共振し、特定の周波数帯で低音を増強する構造。この増強の中心となるのが同調周波数 Fb で、ポート断面積・実効長・箱の容積で決まる。

自作スピーカーやサブウーファー箱を設計するとき、悩みどころは「ポートを何 cm 長くすれば Fb が何 Hz 下がるか」が直感で掴めない点。ポート長を 2 cm 伸ばしたときの Fb の動きを、いちいち電卓で平方根を叩いて確かめるのは手間になる。

この計算機は容積・ポート径・ポート長・気温を入れると Fb を返すので、寸法を少しずつ変えながら狙いの Fb に追い込める。端補正は片端フランジ + 片端開放のバスレフ管に対する典型値 1.463·r を採用し、ポートの物理長そのものではなく実効長で計算している点が、机上計算と実測のズレを抑える鍵になる。

🧐 よくある質問

Q. 入力する容積はどの数字を使う? A. エンクロージャーの内寸から求めた内容積から、ドライバーや吸音材・補強材が占める体積を差し引いた「実効内容積」を L 単位で入れる。

Q. ポート長は実際に何を測ればいい? A. ポートとして機能する管の物理長を入れる。計算側で端補正 1.463·r を足して実効長 Leff にするため、物理長を入れれば足りる。

Q. 同調周波数 Fb はどのくらいに設定するのが目安? A. ドライバーの自由空間共振周波数 Fs を下回らない範囲が基本。Fb が Fs より低すぎるとポート以下の帯域でコーンの振幅が過大になりやすい。

Q. 気温を変えると Fb が動くのはなぜ? A. 音速 c が気温で変わるため。c = 331.3·√(1 + T/273.15) で計算しており、15°C と 25°C では Fb が数 Hz 上下する。

Q. A/V 比は何を見るための値? A. ポート断面積と箱容積の比で、ポートが小さすぎないかの目安。断面積が小さすぎるとポート風速が上がり、風切り音（チャフィング）が出やすくなる。

📚 ポート端補正の豆知識

Helmholtz 共鳴式に入れる「実効長」は、ポートの物理長そのものではない。ポートの開口端付近では、管の外側の空気も一緒に振動するため、見かけ上ポートが少し長く振る舞う。この差を端補正で補う。

補正係数は端の形状で変わる。両端が自由端なら約 1.22·r、両端がフランジ（バッフルと面一）なら約 1.70·r、そして片端がフランジで片端が自由端という一般的なバスレフ管では約 1.463·r（半径 r の円形ポート換算）。この計算機は最後の片端フランジ + 片端開放を採用しているので、ポートをバッフル面に取り付け、内部に管を突き出す一般的な構成にそのまま当てはまる。物理長だけで計算すると Fb を高めに見積もってしまうため、端補正を含めた実効長で見るのが実測との一致を高めるコツになる。