バスレフポート長さ計算

ポート長さの式

バスレフ型エンクロージャーは一般にヘルムホルツ共鳴器として近似されます。同調周波数は次式です。

Fb = c / (2π) × sqrt(A_total / (Vb × L_eff))

有効音響長について解くと次のようになります。

L_eff = c² × A_total / ((2π × Fb)² × Vb)

Fb は目標同調周波数、c は音速、Vb は完成後の正味空気室容積、A_total は全ポートの有効開口面積の合計です。同じポートが N 本なら A_total = N × A_one です。丸形ポートは A_one = πd² / 4、スロットポートは A_one = w × h で求めます。

ポート開口のすぐ外側の空気も一緒に動くため、有効音響長は切断長より長くなります。したがって物理長は L = L_eff − 開口端補正 です。開口端補正は、開口形状、端部がフランジ付きかどうか、近接する壁面、フレアによって変わります。丸形ポート用の慣用補正を、あらゆるスロットや設置条件に対する厳密値として扱うことはできません。

検算済みの丸形ポート例

完成後の正味空気容積が 50 L、目標同調周波数が 35 Hz の箱を考えます。有効内径 100 mm の真っすぐな丸形ポートを1本使用します。この計算機で固定している音速 343.0 m/s と、丸形ポートの開口端補正 0.732 × 等価直径 を使うと、

A = π × 0.1² / 4 = 0.007853981634 m²

L_eff = 343² × 0.007853981634 / ((2π × 35)² × 0.05) = 0.382131018364 m

有効長は約38.213 cmです。ここから7.32 cmの開口端補正を引くと、物理的なポート長は約 30.893 cm (12.1626 in) です。ただし、この計算だけでは100 mm径がユニットや入力に対して十分な面積かは分かりません。求めているのは指定された形状の長さだけです。

丸形ポートとスロットポート

曲がりや折り返しがある場合は、箱を直線で横切った距離ではなく、空気流路の中心線に沿って測ります。MTXも丸形・長方形ベントの両方で中心線測定を案内しています。KICKERは、曲がりが流れを妨げて同調をわずかに変える可能性があるため、直線ポートを推奨しています。

正味容積と再計算の必要性

Vb はエンクロージャーの空気室として働く容積であり、箱の外寸容積ではありません。Rockford FosgateのAeroPort取扱説明書はスピーカー排除容積を差し引いた箱容積を計算に使い、KICKERのエンクロージャー資料は箱を寸法設計するときにポート排除容積を別途確保するよう示しています。

ここに実務上の循環があります。ポート長は正味容積で決まりますが、完成したポート自体も内部空間を占有します。総内寸から始める場合は、まずポートを推定し、その外側構造寸法で占有容積全体を計算し、すべての排除容積を差し引いてから長さを再計算します。この容積確認には関連ツールの「サブウーファーボックス計算」が使えます。ポート壁や構造がさらに場所を取るのに、有効スロット開口や管の内径部分だけを差し引いてはいけません。

切断前に確認する限界

この計算は、ポート面積、目標同調、エンクロージャーアライメントを推奨しません。ユニットのThiele/Smallパラメーター、周波数特性、振動板ストローク、ポート風速、風切り音もモデル化しません。同じ同調では開口を大きくするほど通常ダクトが長くなります。KICKERは、開口が小さすぎると大出力時に笛音やチャフ音が発生する可能性を指摘しています。これらの判断には、適切なエンクロージャー設計ソフトまたはメーカー検証済み設計を使用してください。

実際の同調は、空気漏れ、吸音材、フレア、スロット壁面、曲がり、近接パネル、製作誤差、実際の音速でも変わります。両端を塞がず、ユニットとポートのメーカーが指定するクリアランスを守ってください。式から物理長がゼロまたは負になる場合、その面積、容積、周波数、補正の組み合わせはこの単純モデルの範囲外です。ゼロを使える長さとみなさず、設計を変更してください。完成した箱は、同調を前提に使う前に必ず測定します。

出典：MTXのエンクロージャー製作とベント計算、KICKERのサブウーファーボックス製作ガイド、KICKER L7XSエンクロージャー例、Rockford Fosgate AeroPort取扱説明書、イリノイ大学のヘルムホルツ共鳴器資料、UNC Charlotteのヘルムホルツ共鳴器モデル研究。出典と計算範囲の確認日：2026年7月16日。