1  前言
音圈电动机(Voice Coil Motor)的名称，源自扬声器中使用的线圈（声音线圈）。将配置于永磁钢磁场中的线圈通以电流，按照Fleming左手定则的方向，能产生与电流成比例的推力，VCM就是这样的一种直线电动机。
VCM，一般作为HDD磁头驱动用的执行元件而被大量使用，特别是近年来，由于强力稀土永磁的采用，发展到更加小型化和高推力化。因而在半导体相关装置等产业领域，也在广泛的使用此类电机。VCM的应用市场前景十分广阔。
下面，将对产业用VCM的结构、特点及适用的实例予以介绍。
2  VCM的分类及结构特点
如上所述，VCM为直线电动机的一种，分类中属于线性的直流电动机（图1）。
典型的可动线圈圆筒形VCM的结构如图2所示。在圆柱形内铁轭的外边，置有可上、下动作的圆筒形线卷。线卷外层由环形磁钢与杯形外铁轭构成。内铁轭和外铁轭均为磁路。一旦线卷通以直流电，即可得到与电流成比例的上下方向的推力。表1列出VCM的主要特点。
因为利用单极的磁场，对长行程的用途，必须要求断面面积大的铁轭。这将导致不期望的电动机大型化。
图2所示VCM中，对应于线卷长度a的磁钢长度为b，当a>b时称为长线卷型式；与此相反，当a<b时的VCM则称为短线卷型式。必须考虑到各自的优点、缺点以及用途后，再选择其适合的形状。表2为VCM的结构比较。
VCM因其结构简单，相应于上述的可动线卷形式，还有用固定的线卷，侧边为可动磁钢的形式；磁钢除圆筒形以外，又有方形和扁平形等等。在各种各样的应用中易于改变形状，能根据用户要求的结构进行选择。图3为VCM应用中改变型式的一个例子。
磁路由内铁轭，外铁轭和边铁轭构成。图3示例是以磁钢形成两极，由二个线圈同时左右推动的结构。本VCM按线圈的绕制方向相反配置，起到线卷所产生磁通相互抵消的效果。因为比一般VCM的电感还要小，能确保电流的响应特性优越。
图2与图3所示的VCM仅仅是电动机的结构（线圈、磁场）部分，实际在用户的装置中，大多使用装有线性导轨和线性编码器等的VCM。
VCM在得到比例于电流的推力同时，因推力与磁场的大小成比例，故采用磁能积大(BHmax)的磁钢，这对特性是有利的。现在的稀土永磁(NdFeB)已形成主流。此外，在线圈部分，由于铝线的轻量化，扁平线、方形线的占积率高，以及使用陶瓷、碳素纤维加强塑料(CFRP)加大部件的刚性等，使产品的性能大幅度提高。
3  VCM的适用实例
在产业领域，有效利用VCM的上述特点，对需要高精度定位、高速驱动、高精度加压控制等应用中，均采用行程较短的VCM。
3.1 引线连接器(wirebonder)
与半导体制造装置有关的引线连接器（用金属线等电线连接IC芯片的电极与引线框架）的装置，一般都在Z轴机构和XY工作台机构上使用。
Z轴机构，是相对于XY工作台上的IC芯片，用金属线连接电极与引线架而上下运动的机构。
XY工作台机构是由于连接位置改变，使放置IC芯片电极与引线架的工作台移动的机构。图4为XY工作台的俯视图。
近年来，对引线连接器的性能，要求引线连接前、后的时间为50ms。引线连接时间的缩短，是开发引线连接器的重要因素，也是相应于VCM高速驱动的必须技术。
3.2 有效缓冲器(减振器)
为确保半导体相关装置中的加工精度，对装置所安放地基的振动以及设在装置上的驱动机器产生的振动必须予以抑制。原来是用弹簧和流体（液体、气体）进行被动的或主动的振动抑制，由于VCM的结构简单，响应性好等特点，而且对检测的振动能实现抵消作用的操作。这一有效减振器非常适用，由此而得到积极的推广。
有效减振器的使用如图5所示。图中，在X、Y、Z三个方向各配置1台VCM，为确保装置的性能，VCM的配置可有多种形式。图5所示的有效减振器是由三个方向组合的，这种使用情况较多。通常，VCM可动部分的固有频率为1kHz左右。
安川电机公司新近开发的有效减振器如图6所示，研制的VCM可适合各种各样的用途，产品的额定推力为(0.5~500)N，行程(2~70)mm。