🔉 サブウーファー箱体計算機

サブウーファーの音質は、ユニット以上に箱（エンクロージャー）で決まります。密閉型は最もシンプルで、密閉された空気量がユニットのサスペンションにバネとして働き、共振周波数を下げて滑らかで深みのある減衰特性を作ります。バスレフ（ポート付き）型は、チューニングしたダクト＝ポートを追加し、チューニング周波数付近の出力を補強します。低域の出力効率が最大3dB向上する一方、チューニング以下の減衰は急峻になります。どちらの設計もユニットのThiele-Smallパラメータ、特にVₔₘ（等価空気量）とF₝（自由空気共振周波数）から出発します。

出発点の目安は次のとおりです。密閉型ならVₔₘ前後でタイトで音楽的な低音、0.5〜0.7×Vₔₘに絞ればさらに締まりますが深みは犠牲になります。バスレフなら1〜1.5×VₔₘでF₝の0.7〜0.9倍にチューニングするのが、カーオーディオらしい迫力のある低音の定番です。本ツールは内容積をリットルと立方フィートで返し、選んだチューニング周波数に対するポート長も算出します。低音の周波数と波長の関係を知りたい場合は周波数・波長換算ツールもどうぞ。

密閉型では、ユニットのVₔₘと選択したアライメント比（既定0.9）から内容積を導出します。バスレフ型では、内容積とチューニング周波数、指定したポート径から、端部補正付きの標準ベント式L＝(c²×S)／(4π²f²V) − 0.732D（S＝πD²／4 はポート断面積）でポート長を計算します。ポート断面積の目安（1リットルあたり5〜10cm²）もチェック項目として表示し、ポートの風切り音（チャフ）を防ぎます。

出力されるポートの端部補正と最小ポート断面積の判定は、自作の2大失敗を防ぎます。1つは箱に入らない長すぎるポート、もう1つは大振幅時にチャフする細すぎるポートです。アンプとの組み合わせではデシベル計算ツールで出力レベルを比較し、RMS計算ツールで信号レベルを確認できます。

1. ユニットのVₔₘ（等価空気量）をリットルで入力します。
2. 自由空気共振周波数F₝をHzで入力します。
3. 密閉型かバスレフ型かを選択します。
4. バスレフ型ではチューニング周波数とポート径を指定します。
5. 「計算」を押すと、内容積（L・ft³）とポート長が表示されます。
6. ポート断面積の目安を確認し、チャフを防ぎます。

Thiele-Smallパラメータとは何ですか？

F₝、Vₔₘ、Qₔₘなどのユニットの電気機械特性の測定値セットで、ユニットがエンクロージャー内でどう振る舞うかをモデル化します。Vₔₘはサスペンションと同じコンプライアンスになる空気量、F₝は自由空気共振周波数です。箱設計は本質的にこれらと内容積・チューニングのトレードオフです。

密閉型とバスレフ型、どちらが良いですか？

目的次第です。密閉型は箱が小さく、タイトで正確な低音、緩やかな減衰、どの向きでも設置可能です。バスレフ型はチューニング付近で最大3dB多く出力し、同じユニットで低域の見かけが深くなりますが、箱は大きくなり、チューニング以下の減衰が急峻になり、チューニングを誤るとチャフやワンノートのボンボン鳴りが起こります。

バスレフ箱が特定の周波数でボンボン鳴るのはなぜ？

チューニング周波数がユニットと箱に対して高すぎると、Fₘ付近で出力がピークになりワンノートに聞こえます。チューニングをF₝の0.7〜0.8倍まで下げ、箱をユニット推奨容積に近づけると、特性がフラットに近づきます。

ポートの長さはどのくらいにすればよいですか？

本ツールはチューニング周波数・箱容積・ポート径から長さを導出します。おおまかに言って、低いチューニングほど、また小さい箱ほどポートは長くなります。ポートが箱の内寸より長くなる場合は、径を太くするかスロット形状・屈曲に変更します。

データシートにVₔₘがない場合は？

まともなメーカーのデータシートにはVₔₘとF₝が記載されています。無い場合は同サイズの類似ユニットから推定するか、メーカー推奨のエンクロージャー容積をそのまま使いましょう。推奨値が公開されているのには理由があります。

箱の容積は耐入力に影響しますか？

間接的に影響します。密閉型は箱を小さくするとバネが強くなり、低域での機械的振幅を抑えてユニットを保護します。一方バスレフ型はチューニング以下でコーンが解放され、振幅が急増してユニットを傷めることがあります。バスレフ設計ではアンプのサブソニックフィルタが有効です。

ユニットのThiele-Smallパラメータは必ずデータシートから確認しましょう。見た目が同じでもVₔₘとF₝はユニットごとに大きく異なります。箱は完全に密閉してください。わずかな隙間で密閉型が制御不能な開放型に変わってしまいます。ポートは箱の容積1リットルあたり約8〜10cm²の断面積を最低限確保し、ポート先端は壁からポート径の1倍以上離します。補強材（ブレース）は容積を奪うので、グロス容積からブレースとユニットの変位を差し引いてください。車内ではキャビンゲイン（60Hz以下で約12dB/オクターブ）があるため、やや高めのチューニングが良く聞こえます。広い部屋のホームシアター用サブウーファーでは低めのチューニングを選びましょう。