>1.この現象のそもそもの原因はどういったことが考えられるでしょうか。
メーカーが3度診た物ですから、文字情報だけの閲覧者にはちょっと分かりかねるかと思います。
症状からすると、メモリ不良だとかオーバークロックなど H/W の問題のような気がしますが、それらを交換されても再現するとの事ですので、難しいですね。
>2.そして解決方法はありますでしょうか。
これは、原因が分からない以上解決方法も分からない、としか言えないでしょう。
>3.この現象が発生した場合、強制電源切断する以外ありませんが、その際にHDDの故障を回避する方法はありますでしょうか。
やはり、HDD アクセスランプが消灯している時を見計らって電源断するしかないのではないかと思います。
>4.もし今後、強制電源切断してHDDが故障したと想定した場合、自己責任で修理するしかないでしょうか。
法的には、電源断と HDD 故障との因果関係、及び電源断がメーカーが責めを負うべき対象物が原因である事を被害者側が立証する必要がありますので争うのは難しいです。
が、現実的には互いの話し合いで決まるものだと思いますので、その場合は良く話し合ってみて下さい。
普通、H/W 障害であれば、再起動したり BSoD(ブルースクリーンエラー、STOP メッセージ)が発生したりすものですが、フリーズする場合はログが残らなかったりするので余計厄介です。
私自身は、ちょっと上で書きましたが、ノーブランドのバルクメモリで症状としては全く同じような不定期のフリーズを経験した事があります。
この時は、メモリの動作クロックを一段階下げる事によって安定動作するようになりました。
しかし、今回はメーカー製 PC ですのでそのような事はないでしょうし、第一交換しても再現するのですから、他の部分を疑う必要があるでしょう。
H/W 関連の問題としては、残るは電源ユニットと各種ケーブル類、及び供給電圧やたこ足配線などの影響ですが、普通はこの部分に問題があれば上述したような再起動や BSoD となるはずです。
しかし、既にメーカーによって検証された部分が多いので、念の為可能ならケーブル交換やケーブルを挿すポートの変更も試してみたらどうでしょうか。
BIOS を更新し、BIOS にて不要な項目(ex. パラレルポート・シリアルポート・モデムなど)があれば無効にしてリソースを空け、極力最小限のデバイス状態にします。
この状態でリカバリし、検証の為、セーフモードやクリーンブートで暫く様子をみて現象が再現するかどうか確認してみたら如何でしょう。
メモリの1枚挿し、メモリスロットの変更、オンボードグラフィックが使用可能ならそちらに切り替えた場合を確認するなど、まだ幾つか切り分ける項目はあるとは思います。