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CPUグリスの塗り直し

最終更新日: 作者:月寅次郎

CPUグリスの塗り直し

CPUグリス 塗り直し
CPUグリスの塗り直しについての解説です

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CPUクーラーを交換するついでに、ヒートシンク清掃・CPUグリス塗り直しを実施したところ、超静音パソコンに仕上がりました

PCケースを開ける
PCケースは、メモリ増設やHDD交換を配慮し、開けやすい構造の製品が多いです

古いCPUグリスの除去

CPUグリス 古い 固着
画像は、CPUクーラーとヒートシンクを取り外した状態です

CPUの上に付着しているのは古いCPUグリスです

このような、グリスがカピカピになって、粘性の感じられないようであれば、かなりグリスの劣化が進んでいると言わざるを得ません

新品のグリスを塗布後に一度外してみると判りますが、粘性が充分であれば、外した時にグリスに角(ツノ)が立ちます
生クリームやメレンゲを泡立てる際に、「ツノが立つまで泡立てる」みたいな言い方をしますが、あれと同じ様態だと思ってください

グリスに充分な粘性があれば、外した時に細かな角状のテクスチャーとなって現れます
(写真を取っておけばよかったのですが、失念しました)

CPUグリス 清掃
カビキラー
アルコール
除菌スプレー

CPUに残っている古いグリスを拭き取ります

カピカピに乾いており、粘性が感じられない状態で固着しているため、拭うだけではなかなか取れそうにありません

洗浄用のアルコール(無水エタノール)があればベストですが、カビキラーのアルコール除菌スプレーは、メーカーによると「限りなく60%に近い濃度」だとされています

100%エタノールには及びませんが、これくらいの濃度があれば、機能的には充分事足ります

キッチンタオルに噴霧して拭ってみましょう

CPUグリス 古い
ひと拭きできれいになるわけではありませんが、徐々に固着したグリスが緩んできて、CPUの金属面があらわになってきました

CPU 清掃
無水エタノール
500ml
さらに拭き取ります

カリカリに乾いて固形状になったペーストは、欠片となって剥がれる場合があります
剥がれた欠片を、狭い隙間に押し込んでしまわないよう、こまめに除去しましょう

ピンセットで取っても良いですが、カスをマスキングテープに貼り付けて取った方が楽で簡単です

CPUグリス 塗り直し
熱伝導用のCPUグリスの除去が完了しました

レーザー刻印を見ると、INTEL CORE i3-550 3.20GHZであることが判ります

マザーボード 清掃
SUN UP
エアダスター

マザーボード(基盤)に付いていたホコリも、簡単に清掃しました

本来ですと、エアダスターでホコリを吹き飛ばすのが正しいやり方ですが、前述のアルコール除菌液を綿棒に軽く含ませ、優しく撫でるようにしてホコリを吸着させて清掃しています

基盤に実装されている電子部品の足を曲げてしまう可能性もありますし、トラブルを招きかねないので決して推奨できないやりかたですが、自己責任でやっています

ヒートシンクの清掃

ヒートシンク 取り外し
取り外した直後のヒートシンク裏面です

中央部がまだらになっているのは、CPUグリスの付着跡です

CPUクーラー 取り外し
表側は、ホコリがびっしりと付いていました
CPUクーラーを取り外してヒートシンク単体にすれば、流水で洗うことも可能です

卓上掃除機のようなものでホコリを吸い取るのも一つの方法ですが、今回は水と洗剤で洗うことにしました
ホコリが取れるだけでなく、ヒートシンク表面に付着している油脂分を落とせますので、ホコリが付きにくくなる効果があります

ヒートシンク 洗浄
KURE ニュー
シトラスクリーン

洗浄後のヒートシンクです
画像は洗浄直後のため、ヒートシンクのフィンの間にまだ水滴が残っています

洗浄には、KUREシトラスクリーンでCPUグリスを除去し、念の為、食器用洗剤を使って二度洗いしています

シトラスクリーンは、自動車整備後に汚れた手を洗浄するためのハンドクリーナーですが、洗浄力が強い割には手肌に優しいので、長年愛用しています

CPUグリスはシリコンベースで油脂類ではありませんので、油を乳化・分散させる洗剤では効果は期待できないのですが、シトラスクリーンにはスクラブ(擦り落とし用の細粒)が入っているため、これで優しく擦り洗いをすれば(徐々にではありますが)物理的に除去することができます
ティッシュなどで拭き取って落ちる場合は、事前にできるだけ拭き取っておいた方が良いです

シトラスクリーンはそこそこ強力ですので、CPUグリスのベタベタを落としているうちに、ホコリや表面汚れは簡単に落ちてくれます

塗布時に指先に付着したCPUグリスを落とす際にも便利です
この手のハンドクリーン用洗剤は、自動車整備や塗装業に携わる人以外にはあまり知られていませんが、美術系の人にも有用です(指に付いた油絵の具を落とせます)

また、小さなお子様がおられる家庭などには、一家に一本必ず常備しておきたいものです(そのくらい便利です。クレヨンで肌に直接いたずら書きされても、簡単に落とせます)

CPUクーラー 交換
グリスを塗布する前に、CPUクーラーを取り付けておきます

CPUグリスを塗る

CPUグリス 塗る
Halnziye
HY510 3g


Halnziye
HY883 2g


Halnziye
HY-P13 0.5g

今回使用するCPUグリスは、「Halnziye HY510」です
「使い切りの小分けパッケージ」タイプを使っていますが、シリンジタイプ(注射器型)の方が使いやすく、おすすめです

Halnziye HY510の熱伝導率は公称で1.9Wとされており、決して高性能タイプではありません。どちらかというと低価格・高コスパタイプです
ローエンドの廉価品になると、熱伝導率1.0W以下のものもあり、0.9Wや0.55Wといった製品もあります。ここまでいくとさすがに少し低すぎかなとも思います

amazonで「CPUグリス」を検索した際に、真っ先に上がってくるのが、細いシリンジに入った3g入の「Halnziye HY510」です
(左上の画像の商品です、画像が表示されない場合はアドブロッカーをOFFにしてご覧ください)

ちなみにこの3g入の製品は、メーカー名が「AKEIE」となっていますが、これは表記ミスです
商品をよく見ると「Halnziye HY510」と書かれているのが判ります。(販売者が「AKEIE」、製造メーカーは「Halnziye」というのが正しい表記です)

左中央のHY883になると、熱伝導率6.5Wと、ミドルクラスの性能になります。ただその分、重量あたりの単価も高くなります

左下のHY-P13になると、熱伝導率13.4Wとかなり高性能です
高性能のグラフィックボードを積んだハイスペックゲーミングマシンであれば、このくらいの製品を使ったほうが無難かなとは思います

ただ、高性能な製品を長期間使用するよりも、程々の性能のものを定期的に塗り直して使った方が、長期スパンで考えた場合は良いというのも一つの考え方です

これは個人的な考えですが「効率の良い放熱を維持するために、定期的なヒートシンク清掃は必須の作業」と考えています
わたしの場合、ヒートシンクを取り外して全面洗浄しますので、CPUグリスも必ず塗り直しになります。そのため、「程々の性能の品を、こまめに塗り直して使う」という方針にしています
このあたりは、自分のPCメンテの作業頻度にもよりけりです。CPU負荷や発熱状況、メンテ頻度などの諸条件に合わせ、最適なCPUグリスを選びましょう

※ Halnziyeについて
Halnziyeは、中国の深セン市に所在のある、サーマルコンパウンドの専業メーカーです(位置的には香港のすぐそばです)
他社向けにOEM供給品も製造しており、パッケージの違いこそありますが、「中身はHalnziye」の製品も多々あるようです

halnziye 公式サイト(英語)

CPUグリスという呼称について

パッケージに英字で「サーマル コンパウンド」を書かれていますが、こちらの表現の方が的確です
CPUグリスはペースト状で、質感だけでいうとグリスとよく似ていますが、摺動面を潤滑する目的のものではありませんのでグリスというのは表現的に不適切です
(CPUグリスという呼び方は、おそらく和製英語でしょう)

このあたりは、圧力伝達用のブレーキフルードやATフルードを、ブレーキオイルやATオイルと間違って呼称するのと似ています

このように、本来はサーマルコンパウンドと呼称を使うべきですが、「CPUグリス」という呼び方が既に定着しているため、このページでもCPUグリスと表記しています

CPUグリス 塗る
パッケージの先端をカットして、少量をCPU上面に絞り出します

CPUグリス 塗布
ヒートシンク側の面にも同様に出します

量的には、米粒~小豆大程度で充分です
塗布量が多すぎた場合、ヒートシンクを固定する際にCPUの横に押し出され、はみ出します
はみ出した量が少量なら問題ありません


確かめたい場合は、一度塗布して組付けを行った後、再度取り外して塗布面を確認すると良いです
CPUの横にはみ出した量が多ければ、少し拭き取って表面をならし、再度組み付けましょう

CPUグリス 指で伸ばす
指先でCPUグリス(サーマルコンパウンド)を伸ばします
完全に均一に伸ばせなくても、気にすることはありません

塗り方のムラの大小でCPU冷却能力に変化が出ることは、まずありません
ヒートシンクを乗せて固定用のネジで締めれば、結果的に平らに伸びてフラットになるものです

ただ、グリスを少量乗せたのみで、塗り伸ばさずにヒートシンクを上から乗せ、締結力で押し伸ばすのは、あまりおすすめできません
なぜなら、グリスは円形に近い形状で伸び広がっていくため、CPUの角の部分までグリスが行き届かない可能性があるからです
これを防止するためにグリスを多めに使用すると、角には届いても横からはみ出してしまいます
また、グリスが厚めに介在して放熱が阻害される場合も考えられます

グリスの熱伝導率は、高性能な製品でもアルミに比べるとかなり悪いです
グリスが介在する影響を少なくしたい場合は、丁寧に薄く塗り伸ばしてからヒートシンクを乗せる方が良いでしょう
CPUグリス 塗り伸ばす
ヒートシンク側も、グリスを塗り広げます
ほんの少し多かったかな?

ヒートシンク 取り付け
CPUの上にヒートシンクを乗せ、トルクが均一になるように、順番を守ってネジを締め、適切なトルクで固定します

ネジの締め方について

ネジの締め方や緩め方の基本について、知らない人が以外に多いようですので、簡単に書いておきましょう
義務教育では教えてくれませんので仕方ありません

● ネジを締める時
ネジ締めは3段階に分けて考え、作業に当たります
専門学校等でこう教えるかどうかは知りませんが、わたしはこのように作業してます

  1. ネジ溝にネジを合わせる(ネジの挿入)
  2. 締め込みの手前まで、ネジを送り込む(送り込み)
  3. ネジを締める順番に配慮し、適性なトルクで締結する(締結)
この挿入・送り込み・締結を、一度にやってしまう人が多いのですが、これを一度にやると「ゆがみ」が出ます
イケアやニトリの組み立て家具で、ネジ穴が合わないと言うのは、たいていこのパターンです

先にすべてのネジをネジ溝に当てはめ、問題なく嵌ることを確認し、それからネジを順次送り込みます
最後の締結は、右回りや左回りに締めていくのではなく、対角線に締めていきます。これにより、締結に起因する歪を比較的少なめになります
ネジを締める際には歪みは発生するもので、「いかにそれを少なくするか?」という考え方が重要です

締結も一度に規定トルクまで上げてしまうのではなく、最初は弱めにトルクで一通り締め、最後に「本締め」で規定トルクまで上げるというくらいの配慮はしたいものです

特に今回のように、CPUとヒートシンクとを、歪みを出さずに寸分違わずぴったり貼り付けたい場合は、それなりに配慮して締結すべきです
歪みがでて微細な隙間が生じた場合にも、その間隙をCPUグリスが埋めてはくれますが、CPUグリスの介在量が少なければ少ないほど、ヒートシンクにダイレクトに熱が伝わります

ですので、グリスの熱伝導率や塗り方よりも、ネジの締め方の方が重要ではないかと思います

● ネジを緩める時
ドライバーをしっかり押し付けて、押す力8に対して、回す力2ぐらいの気持ちで回します
これは、どのくらいの締結力で締まっているかにもよります
簡単に緩むようなら、ある程度押す力を緩めても問題ありませんが、固着して緩めることが難しそうなネジの場合は、最大パワーで押しながら回しますそれでもダメでネジ溝を緩めることは、あったりするものです。その場合は浸透潤滑剤をスプレーした後に、貫通ドライバーで叩いて固着を緩めたり、ショックドライバーを使ったりします
最近はネジザウルスという商品がもてはやされているようですが、わたしから言わすとバイスプライヤーのほうがよっぽど使いやすいと思います(そこそこ太いネジを咥えて、ねじ切れるだけの嵌合パワーを出せます)

CPU温度 ファン回転数
CPU交換後のパソコンの状態です
計測には「HWmonitor」を使用しています

HWmonitorのダウンロード はこちら

結論から言うと、CPUコア温度は大幅に下がり、ファンの回転数は大きく低下しました
結果として、ファンの音がほとんど感じられないレベルの超静音マシンができあがりました
PCは、耳の位置からおおよそ1メートルの距離に設置していますが、前後面を開放した棚の中に納めてあるため、高周波の直接音が遮られていることも静音に寄与しています

CPUクーラー交換の感想とまとめ

ここまで影響が大きく出るとは予想しなかったため、驚きました
実売1,000円以下のファンを交換し、清掃してCPUグリスを塗り直しただけで、ここまで変わるとは、実に驚きです
やってよかった、いや、もっと早くやればよかったと、本当に思います
今回の作業は、CPUクーラーからゴロゴロという異音が出たため、ベアリングか軸受がダメになったと思い、必要に駆られて嫌々やったものです

今後は、2年か1年に一回の頻度で筐体を開け、ヒートシンクの清掃とグリスの塗り直しを行ないたいと思います
  • ヒートシンク(放熱フィン)を定期的に清掃し、通風を保つのは重要
  • 放熱効率が上がるとCPU温度が下がり、ファン回転数が下がるために、結果的に静音性が向上する
  • CPUグリスの性能(熱伝導率)はさほど重要ではない。ネジ締めを丁寧に行ない、ヒートシンクを隙間なく密着させることで、グリスの性能差は無視できるほど小さくなる(クリアランスが生じた場合はこの限りではない)
  • 経年劣化が進み、粘度の大きくなったCPUグリスを再利用しないこと。CPUグリスが適切に広がらず、膜状となって介在するため、ヒートシンクへ直接熱が伝わらず、放熱の阻害要因となりうる
  • 締結時の歪み量が大きくなると、局所的にクリアランスが生じ、熱伝導に悪影響を与えてしまう。この場合はグリスの熱伝導率の違いがコア温度の差異となって観測される場合がある(ネジ締結は適切に行う)

自動車整備に詳しい人なら、クランクシャフトのメタルの厚み選定に使用する「プラスチゲージ」をイメージすると良いかもしれません

プラスチゲージは、糸状のプラスチックを潰し、潰れた幅の広さを計ることでクリアランスを計測するプリミティブな計測器具です
測定範囲は、狭いものでは0.05~0.15mmまで計測可能です。中間タイプは0.02~0.07mm、広いタイプは0.1~0.2mm程度を計測可能です

計測時には、油膜による誤差が出ないよう脱脂して使用します(そのくらいシビアな計測が可能です)

クランクシャフトは潤滑が必要ですので、油膜を維持するためにクリアランスを確保する必要がありますが、CPUとヒートシンクの場合は、可能な限り密着させて大丈夫なわけです

密着させたいからといって、闇雲にトルクを強めると、CPUの破損を招いてしまいます
重要なのは、CPUとヒートシンクの双方の面に歪みを生じさせることなく、平行な状態を保ちながら締結することです(各ネジに、均等にトルクをかけていくということ)
CPU背面の金属板は薄手ですので、任意のネジを一つだけ強くねじ込むと、簡単に歪む恐れがあります。そうなると、後で他のネジをいくら締め込んでも隙間が消えません

あまり極端にこだわる必要はありませんが、適切な締結を行わないと歪が生じ、局所的にクリアランスが大きくなり、グリスが厚く介在することで熱伝導に悪影響を及ぼす恐れがあります。気をつけましょう

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作業のきっかけ
PC稼働時に、ゴロゴロという異音が発生するようになり、耳を近づけて音の場所を探ってみると、どうやらCPUクーラーから音が出ていることが判りました
異音の原因は、ファンのベアリング(軸受)の経年劣化であると思われます

大きな音ではないものの、耳障りな感じがするため不快な感じが否めません
完全に駄目になる前に、CPUクーラーを交換することにしました

純正CPUクーラー:Taisol製 12VDC BallBearing
サイズ:縦8cm x 横8cm x 高2.5cm
タイプ:PWM制御(4ピン) リブの有無:リブ無し

回転速度の比較
交換前 最低1250(アイドル時)、最高4115RPM(高負荷時)
交換後 最低 706(アイドル時)、最高 777RPM(高負荷時)

温度の比較
交換前:20度前後(アイドル時CPU温度)、50度前後(アイドル時コア温度)、最高97度(高負荷時コア温度)※ 室温17度にて計測

交換後:20度前後(アイドル時CPU温度)、25度前後(アイドル時コア温度)、最高62度(高負荷時コア温度)※ 室温19度にて計測

静音性の比較
交換前:ネット閲覧時は1500回転以下のため、ほとんど音を感じない(実際には回転音が出ているが、PCの置き場所を工夫することで、ほぼ無音に近い状態になっている
なお、振動対策を施しているため、共振による振動音は皆無

2000回転を超えると音が出ていることを感じる
動画視聴時は2000回転超になるため、静かなシーンでは少し気になることもある
動画編集時や編集後の書き出し時は高い負荷がかかり、回転数が4000回転前後まで上がるため、盛大に音が出る。体感的には「早く終わってくれないかな~」と感じてしまうような音量(ハンディ掃除機を稼働させている感じ)

交換後
アイドル時の回転数は700回転少々。動画を書き出してCPUに負荷をかけても770回転までしか上がらなかった
あまりに静かなので、もしかして何か不具合が発生しているのではないかと思い、念の為CPU使用率を確認してみたが、平均で80%程度、一時的に95%まで上昇しており、実際には充分な負荷がかかっていた

公称回転数は900~2000回転とされているものの、わたしのPCでは700回転台で静かに回転している
最大負荷時でも無音に感じられる
なにしろ最大負荷でも780回転以下なので、音が出なくて当然かもしれない

まとめ
ヒートシンクの清掃とCPUグリスの塗り直しの効果が大きく、効果的に放熱できているもよう
ファンが低回転状態でも充分な冷却できているため、ファンの回転が高くならず、結果的に静音性が向上した
意図したものではなかったが、静音パソコンを超えて、「無音PC」と言っても語弊のない状態に仕上がっている
実際には無音では無いはずだが、椅子の位置とPC設置場所の距離関係から、聴覚限界以下の騒音レベルとなっている
非常に快適なPC作業環境が整ってしまった(もっと早くやれば良かった)

※ PCスペックが高くなく、そもそものCPU発熱量が低いことも寄与していると思われる
ゲーミングPCに使用されるような、コアが10以上、スレッド20以上ののCPUだと、発熱量そのものに大きな違いがあります(わたしはPCゲームをやらないので、このような低スペックマシンでも間に合っています)

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