水素タンクストラップの取付の基本｜大型車両に求められる固定技術とは

高強度で柔軟な固定を実現できる構造

水素タンクストラップは、タンクを包み込むように保持し、振動や衝撃を吸収しながら固定します。ボルト締結のような一点支持とは異なり、面で支えるため、タンク本体に局所的な応力をかけにくい特徴があります。

また、ストラップ自体は金属や高耐久性樹脂を使用し、耐熱・耐腐食性に優れることから、水素の高圧環境や温度変化にも安定して対応できます。これにより、構造体への過負荷を抑制しつつ、繰り返し使用に耐える高寿命な設計が可能です。

大型車両に特化した設計自由度の高さ

大型車両は車体サイズやレイアウトが多様であるため、固定方法に柔軟性が求められます。ストラップ方式は、車両ごとの構造に合わせた取付位置の調整や、複数本による支持の設計にも適しています。例えば、タンクサイズに合わせてバンドの長さや形状を調整することで、フレームとタンクの間に生じる隙間やズレを最小限に抑えることが可能です。

このように、水素タンクストラップは大型車両における取付構造として、安全性・信頼性・柔軟性のすべてを高水準で両立できる手段といえます。

耐久性・耐候性の両立が不可欠

FCEVの水素タンクは、高圧ガス保安法や各種車両規格に準拠する必要があり、固定部にも同様の耐久性能が求められます。タンクストラップには、数十MPaもの圧力に耐える水素容器を確実に支持しつつ、長期間の振動や気温変化に耐える高強度素材が必要です。金属製ストラップでは、耐腐食性を確保するための表面処理（亜鉛メッキ、黒染め処理など）を施すことが一般的です。

また、バンド内面には滑り止めや緩衝材を追加する設計が推奨されます。これにより、タンクの表面に過度な圧力をかけず、車両の動きに追従しながらも安定した固定が可能となります。

取付工法と点検性への配慮

現場での組立てや整備を前提とした設計も重要です。例えば、複数のストラップで構成する場合は、それぞれが均等な荷重を受け持てるよう、取付ボルトのトルク管理や寸法のばらつき対策が求められます。

さらに、点検・交換のしやすさも考慮し、工具アクセスを確保した配置や、ボルトレス設計（クランプロック式など）を採用するケースもあります。これにより、定期的な安全点検や異常検知の対応をスムーズに行うことができます。

材質と構造が強度と柔軟性を決定づける

水素タンク用バンドには、ステンレス鋼や高張力鋼などの高強度金属が採用されることが多く、必要に応じて表面処理を施すことで耐食性と耐候性を両立させます。特にアンダーボディに設置される構成では、融雪剤や湿気にさらされるため、コーティング処理や耐腐食素材の選定が不可欠です。

構造面では、ねじれ剛性や引張応力を適切に分散できる帯状・多層構造の設計が有効です。タンクの形状に合わせてカスタム対応することで、接触面積の最適化と振動吸収性を両立することができます。さらに、バンド幅の最適化や部分的な補強構造を採り入れることで、局所的な応力集中を抑制し、経年劣化による金属疲労のリスクを軽減する設計も実践されています。

加えて、実装環境に応じて、耐熱性・耐薬品性を強化した特殊素材の採用や、断熱機能を併せ持つ複合材の使用が検討される場合もあります。これにより、過酷な環境下でも一貫した性能を発揮するストラップ設計が可能になります。

締結方式の工夫による安全性の向上

安全性を高めるには、バンドの締結方式にも配慮が必要です。例えば、トルク管理が容易なトグル式やラッチ式、あるいはスクリューレス式といった、作業性と固定精度を両立する方式が注目されています。これにより、組立て時の作業バラツキを抑えつつ、確実な固定力を得ることができます。

さらに、車両全体の振動や熱膨張の影響を考慮し、バンドとタンクの間に緩衝材を挿入する設計や、バンドの伸縮性を利用したクッション性の高い取付も実践されています。こうした工夫によって、長期的な安全性と保守性のバランスが確保されます。