CPUクーラーの構造とは?冷却の仕組み・ヒートシンクの放熱について

こんにちは、ヨッチ(@miraiyotch)です。

CPUクーラーって、どうやって冷却しているか知っていますか?
なんとなく使っているけど、仕組みを知らない方も多いかと思います。

ここではCPUクーラーの構造・冷却の仕組み・ヒートシンクの放熱について説明しています。

ここをチェックすれば、なぜCPUを冷やせるのかがわかります。
ちょっとした豆知識としても、知っておくと面白いですよ!

空冷CPUクーラーの構造とは?

まずは、CPUクーラーの構造から見てみましょう。
ここでは、一般的な空冷クーラーの構造を解説します。

  1. 受熱ベース
  2. ヒートパイプ
  3. ヒートシンク
  4. 冷却ファン

空冷CPUクーラーは、この4つのパーツで構成されています。
1つずつ詳しく説明しますね。

【1】受熱ベース

受熱ベース

受熱ベースは、CPUに触れる部分です。
プレート状になっているのが一般的で、ここにグリスを塗ります。

グリスを塗る理由は、熱を伝導しやすくするためです。

【2】ヒートパイプ

ヒートパイプ

ヒートパイプは、受熱ベースからヒートシンクに向かって伸びているパイプです。
中には「作動液」がはいっており、熱を運ぶ役割があります。

【3】ヒートシンク

ヒートシンク

ヒートシンクは、フィンと呼ばれる薄い板が何層も重なって構成されています。
ヒートパイプで運ばれてきた熱を放熱する役割があります。

【4】冷却ファン

冷却ファン

冷却ファンは、ヒートシンクをより効率的に冷やすために使われます。
ファンの向きによって、ケース内のエアフローにも影響を与える部分です。

ちなみに、冷却ファンがないタイプを「ファンレス」と呼びます。
ファンレスは冷却効果が低いので、用途はかなり限られます。

たとえ静音を意識するとしても、静音ファンを取り付けることが多いです。

CPUの熱は、「受熱ベース→ヒートパイプ→ヒートシンク」の順番で移動します。
ヒートシンクまで移動した熱を、冷却ファンで冷やすという構造です。

冷却の仕組み・ヒートシンクの放熱について

これでクーラーの構造はわかってもらえたと思います。
では、CPUを冷却する仕組みはどうなっているのでしょうか?

冷却について知るためには、ヒートパイプの仕組みを知る必要があります。

ヒートパイプの仕組みについて

ヒートパイプの中には作動液が入っていて、CPUの熱によって受熱ベースで蒸発します。

ヒートパイプ

蒸発した作動液は低温のヒートシンクに移動して、冷却ファンで冷やされます。

冷却ファン

冷やされて液体になった作動液が、ヒートパイプの構造(ウィック)によって受熱ベースに移動します。

受熱ベース

こうして作動液は、「液体→気体→液体・・・」とループしてCPUを冷やし続けます。

作動液の動きをまとめるとこんな感じです。

  1. 受熱ベース(CPUの熱で蒸発)
  2. ヒートパイプ(ヒートシンクに移動)
  3. ヒートシンク(冷やされて液体になる)
  4. ヒートパイプ(受熱ベースに移動)
  5. 【1】に戻る

ここまでがCPUクーラーで冷却される仕組みです。
つまり、ヒートパイプの中で流れている作動液が重要な役割を持っています。

ヒートシンクの放熱について

さて、それではなぜ作動液をヒートシンクまで移動させるのでしょうか?
その理由は、冷却ファンで最も効率よく放熱するためです。

ヒートシンクは、フィンが何層にも重なっていて空気に触れる表面積を広げています。
広い表面積によって、冷却ファンの風で放熱しやすい構造になっています。

ヒートシンク

虎徹などの優秀なCPUクーラーは、ヒートシンクも非常に精密な作りになっています。

【まとめ】空冷CPUクーラーはシンプルな構造でよく冷える!

ここまで、空冷CPUクーラーの構造と冷却の仕組みについて解説してきました。

かなりシンプルな構造なので、あなたもビックリしたかもしれません。
冷却ファンさえ動かせば冷えるなんて、よくできてますよね。

空冷は、水冷に比べてずっとシンプルな構造です。
可動部も少ないので、故障率もグッと低いです。

なので、僕は個人的には空冷クーラーをおすすめしています。
水冷は、CPUのOC、デザイン重視という感じですね!

クーラーの種類を選べば、空冷でもかなり冷却効果は高いです。
冷却の仕組みをイメージしながら、あなたに合うクーラーを探してみてはどうでしょうか?

ヨッチヨッチ

最後まで読んでくれてありがとう!
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