CPUクーラー用ファン口径変換アダプターの自作(その2)

前回の続きです。

3DプリントのアダプターをCPUに組み付けるためにあれこれ用意しました。

ネジ類も買ったけどネジ径間違えてほとんど使えなかった
ネジ類も買ったけどネジ径間違えてほとんど使えなかった

ナットやスペーサーはウィルコの通販で購入。8cmファンは元々ストックしていたもので、数年前に買った「OMEGA TYPHOON 80mm 薄型超静音タイプ」です。15mm厚の薄型タイプのものです。

通常の25mm厚のものを買い直すか迷ったのですが、CPUに組み付けて縦置きすると重量的にどうかと思ったのでとりあえずこれで様子を見ます。

組付け方法ですが、アダプターのヒートシンクへの取り付けは元々のファンを取り付けていたネジを使うとして、8cmファンの取り付け方法は問題です。

ヒートシンクに取り付けるためのネジ穴はアダプターの内側にあるので、先に8cmファンを取り付けてしまうとネジを回せなくなります。しかし、先にヒートシンクに取り付けると8cmファンの取り付け方法が問題になります。

この手のファンは普通なら取り付け面の裏側からタッピングネジをファンの四隅の穴にねじ込んでファンを留めるのですが、アダプターの取り付け後は裏側から挿したネジは回せなくなります。マザーボードとアダプターのクリアランスが5〜6cmくらいしかないですし、マザーボード上の部品もあるので特殊な工具を使っても難しいです。

そこで、先にアダプターの裏側からボルトを立てて、アダプターの取り付け後に8cmファンをボルトに通してナットで留めることにしました。ボルトとワッシャーはファンの付属品を使いました。

8cmファン固定用のボルトを立てる
8cmファン固定用のボルトを立てる

穴の位置とボルトの長さはOK
穴の位置とボルトの長さはOK

仮止め
仮止め

仮止めするとこんな感じ。ちなみにナットは脱落してマザーボード上に落ちてもショートしないように樹脂製のものを買っていたのですが、ネジ径を間違えて発注してしまい、結局普通のナットを使っています。元のネジにものさしを当てて3mmだと思っていたのですが、実際は4mmでした。ちゃんとノギスで測るべきでした…

ボルトを立てるためにナットを使っています。ファンの付属品の薄型ナットとワッシャーを使いましたが、アダプターとファンの間に4mmほど隙間ができます。

ナットの高さ分隙間ができる
ナットの高さ分隙間ができる

このままだと風が隙間から逃げてしまうので、防振も兼ねて隙間をハネナイトで埋めます。

防振も兼ねて隙間をハネナイト(3mm)で埋める
防振も兼ねて隙間をハネナイト(3mm)で埋める

ハネナイト貼り付け済み
ハネナイト貼り付け済み

まだ隙間が埋まってなくて防振になってない
まだ隙間が埋まってなくて防振になってない

厚さ3mmのハネナイトではまだ隙間が残ります。風が逃げるのを防ぐためならこれでも大丈夫かもしれませんが、防振の意味は全くなくなってしまうので、この隙間を厚さ1mmのハネナイトを重ね貼りすることで埋めました。

1mmのハネナイトを重ねて貼る
1mmのハネナイトを重ねて貼る

隙間が埋まった
隙間が埋まった

リテールクーラーに付いていたファンはこれ。FOXCONの5cmファンです。

ファン交換前
ファン交換前

取り外したリテールクーラーの5cmファン
取り外したリテールクーラーの5cmファン

元の5cmファンの厚みは15mm、それに少し足のようなものが出ていて、ヒートシンクとの間には数mmの隙間があります。

アダプターの5cm側の厚みをファンの厚み分積めばそのままネジ止めできるのですが、3Dプリントの素材がもったいないのと、アダプターが高くなって縦置きした時にかかるモーメント荷重が大きくなるのを嫌って、5cm側の厚みは5mmに抑えてネジ止めの際にスペーサーを噛ませることにしていました。

それで10mmのスペーサーを買っていたのですが、取り外す前のリテールファンをよく見るとわかるように、元々はネジの頭がファンのネジ穴に埋まるようになっていたので、10mmのスペーサーだとアダプターの裏から出てくるネジの長さが足りなくなってしまいました。

スペーサーが長すぎて裏に出るネジの長さが足りない
スペーサーが長すぎて裏に出るネジの長さが足りない

スペーサーを切ったり削ったりすことも考えたのですが、このスペーサーが意外と硬くてカッターナイフぐらいではどうにもならないので諦めて、こうしました。

ナットをスペーサー代わりにしたが今度は長過ぎる
ナットをスペーサー代わりにしたが今度は長過ぎる

ナットをスペーサー代わりにしたのですが、今度は長すぎます。このタッピングネジはアルミのヒートシンクの穴にねじ込むのですが、あまり長いと穴がさらに削れてアルミの粉がマザーボードに落ちてショートの原因になる可能性があります。

ということで、アダプターの裏にハネナイトのスペーサーを作って、ワッシャーも1枚噛ませて丁度いいぐらいの長さに調整しました。

アダプターの裏にハネナイトを貼ってスペーサーにする
アダプターの裏にハネナイトを貼ってスペーサーにする

仮組み表側
仮組み表側

裏側
裏側

というわけで実際にCPUのヒートシンクに取り付けてみました。

ヒートシンクへの取り付け
ヒートシンクへの取り付け

ファンの取り付け
ファンの取り付け

これで冷却能力はどうなのか、変な振動が出たりしないか、心配ですが、実際にサーバーを起動してテストすると、ほぼ問題なく動作しました。

冷却能力は交換前とほぼ変わらず。室温23℃でアイドル時に38℃、高負荷時で45℃。負荷はコアを使い切るように30分の動画を4本同時再生しました。ファンの向きを吹き付けと吸い出しの両方試したのですが、吸い出しの方が若干冷えるようなので、上の写真の状態からファンを裏返した吸い出しの形にしました。

問題はないのですが、せっかく8cmファンにしたのだから、もう少し冷えて欲しかった… ファンは2000rpmのはずですが、1500rpmぐらいしかでていません。口径を無理やり絞っているせいで風の吹き抜けが悪くて吹き戻しの圧があってフル回転できないのでしょうか。

まあ、ファンは静かになったしいつでも市販のファンと交換できるようになったので目的は達成しました。

が、6時間ほどしたところでサーバー内からカラカラと音が… 確認すると音の出所はCPUファンのようですが、原因がよくわからず。どうもファンを裏返した吸い出し方式だと、ファンブレードとアダプターのクリアランスが厳しいのかも?

ファンブレードは回りだすと風圧で少し浮くので、組み付け時に大丈夫でも回すとダメというのはあるかもしれず、念の為ファンの向きを元の吹き付け方式に戻しました。これで音が止まった、と思ったら半日ぐらいでまたカラカラ音が…

ずっと鳴ってるわけではないのですが、ファンの軸がヘタっているのでしょうか。何年も保管していたからベアリングのオイルが劣化してる?早速ファンを交換するかと思ったのですが、15mm厚の8cmファンというのもあまり数がなく… 25mm厚にするとボルトを長いものに交換する必要もあり、それはそれで面倒。とりあえず様子見です。

あと、ボルトとナットは長時間運用で緩みやすい感じなので近いうちのメンテして必要ならねじロック等で緩み止めしておこうと思います。