先日PCケースを開けて内部の清掃をしていました。清掃後に動作試験をしてみたところ、以前から時々発生していたCPUファン回転数が検出されなくなる問題の原因が判明しました。
ケースを開けた状態で何度か電源の入切をしてみて判明したのですが、回転数が検出できていないのではなく、実際にファンが回っていないことが分かりました。どうもコネクタ周辺で断線が起きているのか接触が中途半端で、ケーブルの状態によっては通電しなくなってしまうことがあるようです。

今まではCPUファンの異常が起きるたびにきまってケースを開けて内部を点検していたので、点検の際にケーブルに手が触れて接触が復活していたんだと思います。
何にしてもこの状態は放置するとよくなさそうなので、どこかのタイミングでファンを交換してしまいたいと思っています。