아날로그 첫걸음 (8) 톤암의 재질과 베어링 (analogstyle.co.kr) 제품 리뷰/가이드/설치기

톤암은 카트리지가 음구를 따라 운동하게 하고, 카트리지에 적당한 침압을 주는, 아날로그 시스템에서 매우 중요한 기구이다. 그런데 좋은 톤암을 만드는 것은 무척이나 어려운 일이다. 좋은 톤암은 카트리지의 운동에 간섭하지 않기 위해 가급적 가벼워야 하며, 미세한 변형을 방지하려면 강성이 좋아야 한다. 그리고 뼈대를 타고 들어오는 외부의 진동이나 모터의 떨림에 강한 내성을 발휘해야 하며, 공진이 일어나서도 안 된다. 톤암은 자체적으로 적절한 댐핑 능력을 갖추어야 하는 것이다(써놓고 보니 스피커에서 좋은 진동판이 갖추어야 할 조건과 똑같다). 그런데 스피커 유닛에서도 그렇지만, 이런 조건들은 서로 상충되는 성질을 갖고 있다. 즉 가벼우면서 강성이 높은 재질은 찾기 어렵고, 강성이 높으면서 댐핑 능력이 좋은 재질도 드물다. 설계자가 적당한 선에서 타협하고 최적점을 찾아 제작해야만 한다는 뜻이다.


카본은 톤암의 재료로도 좋다. 특히 테이퍼 형상으로 만들면 강성이나 공진 분산 면에서 효과적이다

톤암의 재질은 앞서 언급한 조건에 무난하게 부합되는 알루미늄을 가장 많이 사용한다. 스테인리스 스틸도 종종 사용되는 소재인데, 강성은 알루미늄보다 좋은 반면 무거워서 관성이 크다는 약점이 있다. 최근 하이엔드 톤암은 대부분 카본이나 마그네슘 계열로 만드는데, 카본 계열은 진동 특성도 좋으면서 특히 비틀림 강도에서 매우 우수한 특성을 나타내고, 마그네슘은 가공하기가 어려운 반면 진동이 길게 끌리지 않는다는 점에서 탁월한 소재라고 할 수 있다(보통 금속을 두드리면 청아한 울림이 오래 지속되지만 알루미늄, 특히 마그네슘은 울림이 뚝 끊어진다. 그래서 스피커의 진동판으로도 인기가 높다). 물론 몇 가지 소재로 합금으로 만들거나 코팅을 해서 단일 재료가 갖는 약점을 보완하는 경우도 많다. 톤암을 몇 종류의 금속을 겹으로 해서 만드는 경우는 한 종류의 금속으로 만드는 것보다 진동 특성이 좋은 경우가 대부분이다. 한편 파이프 속을 모래나 다른 재료로 꽉 채우거나, 폴리우레탄 같은 것으로 충진하는 것도 공진을 억제하는 데 있어 탁월한 방법이 된다.


금속 재료 외에 톤암의 재료로 아크릴을 사용하는 메이커도 있고, 드물지만 목재도 간간히 사용된다. 목재는 발사와 같이 가벼운 것에서부터 흑단과 같이 무겁고 치밀한 것까지 다양하게 사용되는데, 이렇게 다양한 재료들의 서로 다른 울림은 카트리지의 음에 그대로 배어 나오게 되는 것이다.


널리 쓰이는 힌지 형 톤암은 암이 상하 좌우 방향으로 원활하게 회전할 수 있도록 베어링이 설치된다. 톤암의 원활한 운동을 위해서는 이론적으로 베어링과 톤암의 마찰 계수가 작을수록 좋겠지만, 마찰이 지나치게 작으면 동작이 너무 민감해서 사용하기가 까다롭거나 댐핑 능력이 떨어지게 된다. 최근에 출시된 클리어오디오의 톤암은 베어링부에 마그네틱 베어링을 사용하는데, 공중에 띄워져 있으므로 마찰이 일반적인 베어링 타입보다 크게 줄어드는 장점이 있지만 진동의 감쇄에는 취약한 구조라고 할 수 있다.


마그네틱 베어링은 마찰이 극히 작지만, 상대적으로 댐핑이 작다는 약점도 갖고 있다

한편, 운동의 방향에 따른 동작의 자유도가 다른 것은 문제가 발생할 소지가 있다. 유니 피봇 톤암은 뾰족한 한 점으로 톤암을 지지하므로 운동 방향에 따른 동작에 차이가 없지만 수평 방향과 수직 방향의 운동에 대하여 베어링을 두 개 사용하는 힌지 형 톤암의 경우 두 베어링의 성질이 다를 수도 있는 것이다. 시중에서 흔히 볼 수 있는 힌지 형 톤암은 상하 방향이나 좌우 방향의 비슷한 성질의 베어링을 사용해서 별 문제가 없지만, 드물게 공기 베어링을 채용한 제품들 중에는 상하 방향의 운동은 무척 자유로운 반면(공기의 압력으로 톤암을 아래에서 지지하므로), 좌우 방향의 운동은 그에 비해 어렵다. 즉 상하 방향으로 운동할 때는 댐핑이 작지만, 좌우 방향으로 운동할 때는 댐핑이 크다는 뜻이다. 만일 이런 톤암에 컴플라이언스가 낮고 무거운 카트리지를 사용하게 되면 (카트리지의 무게는 상하 방향으로 작용하므로) 톤암과 카트리지의 공진 주파수가 낮아져서 좋은 소리를 얻기 힘든 것이다. 이런 경우에는 하이 컴플라이언스의 가벼운 카트리지를 사용해야 한다.


트리 플래나 톤암은 담아 놓는 오일의 양에 따라 댐핑이 달라지므로 사용하는 카트리지에 따라 민감한 튜닝이 가능하다

한편 이렇게 댐핑이 달라지면 소리도 변하므로, 일부러 댐핑의 양을 사용자가 조절할 수 있도록 고안해놓은 톤암도 있다. 트리플래나의 제품이 그러한데, 그루브에 오일을 담아 놓은 뒤 톤암이 운동할 때 그 그루브를 통과하도록 하는 것이다. 즉 오일의 양에 따라 수평 방향의 댐핑이 변화하므로 이에 따른 미묘한 튜닝도 가능한 것이다. 이외에 독특한 예로서, 웰 템퍼드의 제품처럼 점도가 높은 실리콘 오일이 듬뿍 담긴 통에 골프공을 띄우고 골프공에 톤암을 연결하여 마찰을 크게 유지시키는 경우도 있다. 이 경우 운동의 민감도는 떨어지지만 진동에 대한 댐핑 능력은 현저히 향상된다. 게다가 골프공 하나와 오일로서 상하 좌우 방향의 베어링 역할을 모두 하게 되므로 상하 운동과 좌우 방향으로 운동할 때 민감도나 댐핑 계수는 모두 같다.


웰 템퍼드 톤암은 소리가 개성적이고 사용하기가 까다롭지만 신선하고 독특한 아이디어의 보고라고 할 만하다.

베어링의 구조 차이는 곧바로 소리로 연결된다. 단순하게 이야기하면 운동이 민감한 톤암은 음색이 화사하고 섬세하며 댐핑이 강한 쪽은 차분한 음이 되는 것이다. 물론 아날로그의 소리라는 것은 카트리지를 포함해서 플래터나 베이스 등 여러 요소에 따라 변화하므로 어떤 방식은 어떤 소리라고 단언하기는 어렵다. 어떤 쪽이 더 나은가를 판단하는 것은 분명히 애호가 개인의 몫이고, 그렇게 다양한 성질을 가진 기기들을 조합하여 자신만의 좋은 소리를 찾는 것이 바로 아날로그의 참맛이라고 할 수 있을 것이다.


덧글

  • sang15974 2016/01/21 11:07 # 삭제 답글

    톤암에 대한 구조와 원리을 일목연하게 설명하여 놓으셨네요!
    공잘 하고 갑니다.
  • sang15974 2016/01/21 11:09 # 삭제 답글

    톤암에 대한 구조와 원리을 일목연하게 설명하여 놓으셨네요!
    공잘 하고 갑니다.
  • sang15974 2016/01/21 11:09 # 삭제 답글

    톤암에 대한 구조와 원리을 일목연하게 설명하여 놓으셨네요!
    공잘 하고 갑니다.
  • sang15974 2016/01/21 11:09 # 삭제 답글

    톤암에 대한 구조와 원리을 일목연하게 설명하여 놓으셨네요!
    공잘 하고 갑니다.
  • sang15974 2016/01/21 11:09 # 삭제 답글

    톤암에 대한 구조와 원리을 일목연하게 설명하여 놓으셨네요!
    공잘 하고 갑니다.
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