充氦HDD

通过减小气流阻力,降低磁盘的振动
实现磁盘的刻录/读取精度的提高和低耗电。

通常,HDD内部充满着与外界一样的空气。HDD的每个单位的记忆容量都随着磁头和记录方式的进化而有所提高,HDD内的主轴马达每分钟旋转几千至一万次,理所当然存在的空气气流阻力引起的磁盘振动对磁盘的刻录/读取精度造成了很大的影响,阻碍了磁盘记录容量的增加。

若能通过减小气流阻力来降低磁盘的振动,不仅可以提升刻录/读取的精度,还能够使磁盘轻薄化,使HDD内可以收纳更多的磁盘。另外,流经马达的电流也会减少,可达到降低耗电的目的。

日本电产所挑战的是通过用氦气代替空气充入HDD内部,以达到减小气流阻力的目的。

HDD内部的空气引起的气流阻力已成为不可忽视的要因。通过减小气流阻力,磁盘的振动会减低,进而实现磁盘刻录/读取精度的提高以及耗电的降低

氦气的密度仅为空气密度的七分之一,在气流阻力减小的另一方面,原子的大小与之相比也会变小,很容易从粘接材料和铝铸制的底板的铸孔中漏出。特别是考虑到要保持氦气在HDD5年的产品寿命周期内都密闭在HDD内,要确保这样的构造是一个极为困难的课题。

为了防止氦气从仅为1mm~2mm厚的底板中漏出,采用CAE对铸造时的溶融铝的流动进行解析,将铸造时的模具各部分的形状和温度控制等数据进行最佳化处理。
另外,不仅是真空铸造技术,也开发并采用了许多种铸造技术。结果确立了能够将氦气密封5年的、结构缺陷较少的底板量产技术。

为了将氦气持续地密闭5年,允许某些结构缺陷。例如,一根发丝左右的缝隙。
若是缝隙超出了上述范围,氦气就会慢慢地漏出。

不仅是铝铸的结构缺陷,氦气从粘接部漏出也成为一个课题。为了防止此种情况的氦气漏出,确立了这样一种结构,即确保粘接剂的厚度,搭配使用部件的压入接合工法等。
由于氦气以外的其他气体会使HDD内部造成污染,因此选用了放气(挥发气体)较少的粘接剂。另外,为了降低粘接剂和树脂材料等的放气,在工艺的各环节中实施了加热处理,进行预先排气。
也与机油厂家共同开发了用于马达的流体动压轴承的、具有较小的挥发性且能抵御外部空气湿度的机油。

来自研发人员的说明

实现了大容量且低耗电的充氦HDD在面向数据中心的服务器市场中销售行情一路看好。今后,我们也会考虑挑战热辅助记录方式和多层磁记录方式等新一代记录方式,继续推进HDD的大容量化进程。在此状况中,日本电产应支持HDD的大容量化事业,不仅对马达的结构,也要深入到底板和顶罩,乃至这些部件所用到的材料部分,去挑战开发更新的技术。

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