PCの吸気・排気ファンとエアフロー徹底解説!冷却効率を最大化する空気の流れの作り方

PCのパーツを冷やすための鍵がファンであることは、今や周知の事実です。ハイエンドのグラフィックボードには標準でファンが搭載されており、CPUは直接ファンが取り付けられていないものの、ヒートシンクを装着しなければ、わずか数秒で熱によるシャットダウンが発生してしまいます。

深刻な熱問題がない場合でも、高負荷の作業中にシステムがやや高温になりすぎると感じることがあるかもしれません。そんなときは、吸気ファンと排気ファンの追加を検討する価値があります。

吸気ファンと排気ファンとは?

ヒートシンクが各パーツから熱を奪うと、その熱い空気はPC内部に滞留し、ケース内全体を暖めてしまいます。つまり、ファンは「古い空気」を使い回してシステムを冷やすことになり、これは決して理想的ではありません。そこで重要になるのが、このこもった熱を排出するか、あるいは新鮮で涼しい外気を取り込むためのファンを追加することです。これが吸気ファンと排気ファンの役割です。

両者の違いは非常にシンプルです。吸気ファンはPCに新鮮な空気を取り込み、排気ファンは滞留した空気を押し出します。両者が連携することで、ケース内の温度上昇を抑えられます。CPUクーラーのようにパーツに直接取り付けるのではなく、吸気・排気ファンはPCケース本体に取り付けます。ケースのあちこちに、四隅にネジ穴のあるグリル(網目状の開口部)が見つかるはずです。それらが吸気・排気ファンを設置できる場所です。

ファンは、マザーボード上の3ピンまたは4ピンのソケットに接続して電力を供給されます。自分のPC用にファンを購入する場合は、ソケットの場所と、マザーボードに何個ずつ搭載されているかを必ず確認しておきましょう。

エアフローの重要性

単純にファンを追加するだけでも温度は下がりますが、戦略的な位置に配置すれば、冷却効果を最大限に引き出せます!

吸気ファン1基と排気ファン1基を使うと、次のような流れを作れます:

1. 吸気ファンが新鮮な空気を取り込む。
2. 新鮮な空気がシステム内に行き渡り、涼しい空気を供給する。この涼しい空気はヒートシンクによってパーツから熱を奪い、その結果熱せられた空気となる。
3. 熱せられた空気は排気ファンによってPCの外へ押し出される。

これは「吸気 → 熱交換 → 排気」というシンプルな仕組みで、PCには常に涼しい空気が供給され続け、熱せられた空気は排出されていきます。これがPCの「エアフロー(気流)」と呼ばれるもので、システムのファンを最大限に活用する優れた方法です。

エアフローをイメージする最良の方法は、吸気ファンから始まり排気ファンで終わる一本の空気の流れとして捉えることです。したがって、この気流ができるだけPC内部の広い範囲を横断するようにしたいところです。吸気ファンを設置する場合(または最初から搭載されたケースを購入する場合)は、外部の障害物が少ないPCの前面に設置します。そして排気ファンは背面や上部に設置することで、気流がPC内部を通過しながら熱を拾い上げ、システムの外へ運び出します。

ファンの選び方

ここまで、ファンを使ってシステム内にエアフローを作る方法を見てきました。しかし、ケースに取り付けるPCファンを探すと、少し混乱しそうなスペック表記がたくさん並んでいます。それぞれ何を意味するのでしょうか?

吸気用?排気用?

多くのファンには、吸気用か排気用かの区別が明記されていないことに気づくかもしれません。それは、どちらにも使えるからです!ファンはケースに対してどちら向きに取り付けても動作しますし、ファン本体には通常、風を送る方向が矢印などで示されています。つまり、同じファンを2個買えばOK。片方は空気を吸い込む向きに、もう片方は空気を押し出す向きに取り付けるだけで済みます。

ケースとの互換性

すべてのファンが同じサイズというわけではありません!ケースにファン取り付け口がある場合は、ネジ穴同士の水平距離を測り、そのサイズに合ったファンを選びましょう。隣接する2つのネジ穴の間隔が120mmなら、120mmファンが適合します。また、購入しようとしているのがCPUクーラーではないことも確認してください。

一般的なケースサイズと対応するファンサイズは以下の通りです:

• 特殊なSFF(Small Form Factor)ケース – 120mm以下のファン、極小ケースでは80mmファン。
• Mini ITXケース – 120mmファンが最も一般的。ITXキューブ型ケースの中には、吸気用として200mmファンを1基搭載しているものもあります。
• Micro ATXケース – 120mmと140mmファンが最も一般的ですが、140mmや200mmファンが使える場合もあります。
• ATXおよびExtended ATXケース – 120mmと140mmファンが最も一般的で、200mmファンを2基搭載できるケースもあります。

RPM(回転数)

RPM(Revolutions Per Minute/分間回転数)は、ファンがどのくらいの速さで回転するかを示します。数値が高いほど、ファンは速く回転します。

CFM(風量)

CFM(Cubic Feet per Minute/分当たり空気流量)は、ファンが1分間にどれだけの空気を移動させられるかを示します。数値が高いほど、システム内外により多くの空気を送り込んだり排出したりできます。この場合は、多いほど良いと言えます!

dBA(騒音値)

これはデシベル値で、ファンの音の大きさを表します。静音性を重視する場合は、dBAの低いファンを選びましょう。

ピン数

ほとんどのファンには3ピンコネクタが付いており、マザーボードの3ピンファンプラグに接続できます。ただし、マザーボードが4ピンに対応しているなら、4ピンファンを試してみるのもよいでしょう。追加のピンによってファンの回転数制御(PWM制御)が可能になり、3ピンは基本的に全速力で回転します。なお、3ピンファンでも4ピンコネクタに接続することは可能です。ただし、速度制御はできません。

ポジティブ圧とネガティブ圧、どちらを選ぶ?

ポジティブ圧(陽圧)構成とは、吸気(空気を取り込む)を行うファンの数が、排気(空気を押し出す)を行うファンよりも多い状態を指します。ネガティブ圧(陰圧)構成はその逆で、排気ファンの方が多くなります。ほとんどの場合、ネガティブ圧よりもポジティブ圧構成の方が優れています。ファンをセットアップする際は、この点を覚えておきましょう。

静圧重視型か高風量型か?

市販されているケースファンには、主に「静圧(static pressure)重視型」と「高風量(high airflow)型」の2種類があります。

静圧重視型ファンはCFMが低めのケースファンで、高風量型ファンよりも強い力で空気を押し出します。そのため、水冷ラジエーターとの組み合わせや、通気性のあまり良くないパネルからの吸気に最適です。

高風量型ファンは文字通り、大量の空気を高速で送れるCFMの高いケースファンですが、抵抗に対してはあまり強くありません。ホットな空気をできるだけ速くPCの外へ排出する排気用や、メッシュ素材のフロントパネルを持つケースの吸気用に最適です。

まとめ:ファンを活用して快適なPC環境を

PCが熱くなったとき、ファンの使用は温度を下げるためのシンプルで安価な方法です。しかし、少し工夫を凝らせば、吸気ファンと排気ファンを組み合わせてシステム内にエアフローを作ることで、投資したお金の価値を最大限に引き出せます。

なお、デスクトップPCではなくノートPCのファンが大きな音を立てている場合は、こちらの記事でファンの騒音を抑える方法をご紹介しています。