오디오를 장만하는데 앰프보다 스피커를 비싼 것으로 구입하라는 얘기를 합니다. 제가 사용하는 오디오도 허접하지만 스피커가 제일 비쌉니다.
이런 중요한 스피커의 구조, 원리, 재질 등에 대해서 그리고 왜 오래된 스피커는 부품을 교체 해야 하는지 문과를 전공하신 분들도 되도록 이해 할 수 있도록 쉽게 설명을 해보겠습니다. 혹시 사용치 않는 스피커 유니트를 손에 갖고 계시면 이해가 좀더 쉬울 것으로 생각 합니다.
스피커의 측면을 잘라 보면 1번째 그림과 같습니다. 여기에서 “Diaphram(진동판)”은 일반적으로 콘(기능상 다이아프람이고 모양은 콘 입니다) 이라고 부르며 소리가 만들어 지는 부분으로 많은 재질이 있으나 우퍼의 콘은 주로 종이 또는 플라스틱이며 종이 재질이 제일 많습니다. “Surround”는 엣지 또는 Suspension 이라고 부르는 부품으로 재질은 Sponge(Foam), 고무(Rubber) 그리고 헝겊(Cloth)으로 만들며 옛날 스피커는 헝겊이 많으나 요즈음은 대부분이 고무 입니다. 콘과 엣지가 일체형으로 된 제품도 있습니다. Spider는 다른 이름으로 Suspension이라고 하며 재질은 섬유를 특수 처리하여 사용 합니다.
2번째 그림의 녹색 부분과 같이 엣지와 Spider가 없으면 코일이 감긴 보빈과 콘이 허공에 있게 되어 스피커 역할을 못하게 되므로 코일이 접착된 보빈과 콘을 고정 시키기 위해 콘의 앞쪽에는 엣지가 뒤쪽에는 스파이더로 스피커 프레임(Frame)에 고정을 시키게 됩니다. 따라서 엣지 및 스파이더의 재질 및 탄성에 의하여 보이스 코일과 콘의 움직임이 변하므로 때문에 엣지와 스파이더도 소리의 중요한 역할을 하게 됩니다.
1번째 그림에서 유니트의 빨강색으로 표시된 보이스 코일(앞으로는 코일로 하겠습니다.)은 3 번째 그림과 같이 종이 등으로 만든 얇은 원통에(보빈(bobbin)이라고 합니다) 구리선을 감아 사용 합니다. 스피커에서 소리가 만들어지는 원리는 코일을 감싸고 있는 N,S 극을 갖는 영구자석의 의하여 항상 자기장(Magnet field)이 형성 되어 있으며 앰프에서 전기 신호가 보이스 코일에 전달되면 “플레밍의 왼손 가락 법칙” 에 의하여 코일에 힘이 작용하게 되고 코일이 부착 되어 있는 보빈이 녹색과 같이 움직이게 되는데 앰프에서 스피커로 전달된 전기는 교류이므로 화살표와 같이 앞뒤 교대로 움직이게 됩니다.
보빈이 움직이면 보빈 끝에 붙어 있는 콘도 같이 움직에게 되고 이 운동에 의하여 콘에서 파형이 생기는데 이것이 소리 입니다. 코일에 전달되는 전기의 양과 코일을 감싸고 있는 자석의 세기에 콘이 움직이면서 신호에 맞는 소리를 만들어 냅니다. 이 기술이 세계 최초로 스피커를 만든 “마그나 복스”의 기술이며 지금도 사용되고 있는 기술 입니다. 조금 전문적인 이야기였네요
왜 오래된 스피커는 부품을 교체해야 하는지 설명 하겠습니다. 이미 얘기한 것과 같이 코일과 콘이 운동을 하면 이것을 프레임에 고정 시키는 엣지와 스파이어도 아래 인터넷 사이트의 동영상과 같이 매우 많은 운동을 하게 됩니다.
https://www.youtube.com/watch?v=DwdGXCv3kW8&t=87s
따라서 오래된 스피커는 엣지, 스파이더는 콘과 같이 탄성이 변하게 되므로 교체를 하여야 합니다. 엣지 교환은 비교적 수월 하지만 콘 교체 작업은
콘과 코일이 접착되어 있는 보빈과의 접착 작업
보빈과 스파이더의 고정 작업
은 매우 정교하고 어려운 작업 이어서 미국에서는 4 번째 그림과 같이 콘지 교체시 보빈, 콘 그리고 스파이더의 일체형을 사용 합니다. 그리고 콘의 각도가 제품 마다 조금씩 다르므로 콘 교체시 맞는 사이즈로 교체하여야 합니다. 우리 나라에서는 스파이더를 교체하는 경우가 거의 없는 것으로 알고 있습니다.
일반적으로 30-40년 이상된 스피커는 콘, 엣지 그리고 스파이더를 교체하여야 합니다. 가장 많이 교체하는 엣지의 수명은 재질과 사용 환경에 따라 다르지만 구글에서 여러가지 내용을 찾아보면 재질이 Foam(Sponge)인 경우 수명이 15년 내외, 고무(Rubber) 인 경우 30년 정도이며 헝겁(Cloth)인 경우 40년 정도라고 합니다. 콘과 스파이더도 오래 사용하면 교체를 해주어야 합니다.
오래된 스피커를 외관상 이상이 없다고 그냥 사용하면 모든 부품이 탄성이 약해져 소리가 부드러워 지는데 에이징이(???) 잘됐다고 자랑을 하는데 시간이 지나면 부품을 교환해 주어야 하며 부품이 바뀐게 없다고 자랑(?)을 해서는 안됩니다. 부품을 교체하면 수리 전 보다는 소리가 매우 좋아 집니다.
스피커는 매우 정교한 기기 입니다. 아래 인터넷 동영상에서 미국의 스피커 유니트 제조사인 “Eminence”사의 제조 공정을 보면 부품 조립부터 테스트 까지 매우 정교하게 이루어 집니다.
https://www.youtube.com/watch?v=hQCoS_ZLDw0
따라서 부품 교환은 오리지날 부품을 사용하여야 하며 교체 작업도 매우 숙달된 기술을 요합니다. 오리지날 부품을 구하기 어려우면 오리지날 스피커 유니트를 구하여 교체하시기 바랍니다. 수리가 어려우면 좋은 스피커 많이 발매 되므로 옛날 스피커에 대한 미련을 잊어 버리기 바랍니다.
즐거운 음악 생활 하시기 바라며 글은 계속 됩니다.
감사 합니다.
