陸上競技学会誌 第 15 巻第 1 号 2017

［原著論文］

円盤投における並進運動に関するパラメータと円盤の初速度との関係
前田 奎 1），大山卞圭悟 2），広瀬健一 1），尾縣 貢 2）
Relationship between parameters related to body translation and the initial velocity
of discus in the discus throw
Kei MAEDA1), Keigo OHYAMA BYUN2), Kenichi HIROSE1), Mitsugi OGATA2)

Abstract

The purpose of this study was to investigate the relationshipbetween body translation and release velocity in the discus
throw. The performances of twenty-two male athletes were analyzed by using a three-dimensional motion analysis. There was asignificant positive correlation between distance thrown and release velocity. The velocities of the center of gravity at push off
the right foot (R-off), push off the left foot (L-off), and left foot on
the ground (L-on), the path length of the center of gravity during
flight phase, and the linear momentum at R-off, L-off, and L-on
were significantly correlated with release velocity. The Angularmomentum of the thrower-discus system around horizontal axis
at right foot on the ground and release were significantly correlated with release velocity. The results of this study suggest thatthe improvement of release velocity is caused by the following
movements: (1) driving thrower’s body toward throwing direction by acquiring large linear momentum before L-off, (2) rotating thrower’s body toward throwing direction around horizontal
axis before release with suppressing the decrease in the velocityof the center of gravity and the linear momentum or increasing
them.

れた技術の習得が必要不可欠であると考えられる．
円盤投の投てき距離を決定する要因として，リリース
時の円盤の初速度（以下，初速度）が最も影響が大きいと い う こ と が 報 告 さ れ て き た（Badura, 2010; Bartlett,1992; Hay, 1985; Schlüter and Nixdorf, 1984）．また Dapena（1993）は，準備局面からエントリ局面にかけて地面に対して鉛直軸まわりの角運動量を獲得し，空中局面から移行局面にかけてその角運動量の転移が行われ，投げ局
面において身体の持つ角運動量を効率的に円盤に伝達することで，より大きな初速度を得ることができると述べている．Dapena（1993）が主張するように，円盤投においてより大きな投てき距離を達成するためには，空中局面以前の局面である準備局面およびエントリ局面における動作が重要であるといえる．さらに実際の指導現場においても，ターン動作前半の重要性は指摘されている．

キーワード：重心速度，重心移動距離，並進運動量，角運動量，起こし動作

Silvester（2003）はバックスイング時に（右利き競技者の場合）体重を右足に乗せ，準備局面からエントリ局面

1．緒 言にかけて左足に体重を移動させると述べている．ターン
動作前半の準備局面およびエントリ局面において，大き円盤投は，陸上競技投てき種目の一つであり，直径な運動量を獲得するためには，Silvester（2003）が指摘

2.5m のサークルから，規定の重量の円盤（一般男子：

するような体重移動が必要であると考えられる．Hay

2.0kg，一般女子：1.0kg）を投てきし，その距離を競う（1985）は，（右利き競技者の場合）左足を投てき方向に種目である．一般に円盤投競技者は，投てき方向に背を回転させながら，重心を左足の上あるいは左足を越えた

向けた状態から，1 回転半のターン動作を行い，円盤をところまで移動させることが，成功試技のための重要な投げ出す．ターン動作は足の接地および離地によって，要因であると述べており，円盤投のターン動作において

5 つの局面に分けられている（Fig. 1）．Hay and Yu（1995a）

は，動作開始時の適切な体重移動が，より良いターン動は，円盤投は限られた空間の中で，複雑な動作を高速で作を遂行するための重要な要因であるといえる．野球の行う競技であるため，技術的に難しい競技であると述べ

投球やバッティング，ゴルフのドライバーショットでは，ており，円盤投のパフォーマンスを高めるためには，優身体の並進運動に引き続いて回転運動が行われながら，

1） 筑波大学大学院人間総合科学研究科 University of Tsukuba, Graduate School of Comprehensive Human Science〒 305-8574 茨城県つくば市天王台 1-1-1
2） 筑波大学体育系 University of Tsukuba, Faculty of Health and Sport Science〒 305-8574 茨城県つくば市天王台 1-1-1

35

Preparation
Phase

BS
(Back Swing)

Entry
Phase

R-off
(right foot off)

Airborne
Phase

L-off
(left foot off)

Transition
Phase

R-on
(right foot touchdown)

Delivery
Phase

L-on
(left foot touchdown)

Rel(Release)

Fig.1 Deﬁnition of motion phases and events.

近位セグメントから遠位セグメントに向かって順序良くける「並進運動」の重要性がうかがえる．円盤投の「並運 動 が 行 わ れ る こ と が 報 告 さ れ て い る（Welch et al.,

進運動」に関する研究として，わずかに Yu et al.（2002）

1995; Matsuo et al., 2001；桜井，2004；石田，2005）．円の円盤投競技者はエントリ局面中にできる限り力強く投

盤投においても，野球やゴルフと同様に，身体の並進運

てき方向に身体（＋円盤系）を推進させるべきであると動が後の回転運動へとつながることが推察される．

する主張，松尾・湯浅（2005）の投てき方向へ身体重心

一般的に，円盤投は「回転運動」として扱われること

速度を高めることが重要であるとする指摘はあるものが多いが，Hay and Yu（1995a）が指摘しているように，の，円盤投のパフォーマンスと「並進運動」との関係に円盤投は「回転運動」と「並進運動」を伴う競技である．

ついて詳細に検討した研究はほとんど見当たらない．円

円盤投の「回転運動」という側面に着目した研究は，こ盤投競技者が回転運動を行うための大きな運動量を獲得れまで多く行われてきた．先述した Dapena（1993）にするためには，前述したような動作前半の体重移動を伴加え，Hay and Yu（1995b）も L-off 時の鉛直軸まわりのう「並進運動」が重要な役割を担っていると考えられる．

角運動量と投てき距離との間に有意な相関関係が認めら以上のことから，本研究では円盤投動作における「並れたと報告しており，鉛直軸まわりの「回転運動」が円

進運動」を競技者＋円盤系（以下，システムとする）の盤投の投てき距離と強く関係していることは明らかであ

重心速度，並進運動量，左右軸まわりの角運動量で表し，る．さらに，宮西ほか（1998）が円盤の速度発生のメカ

投てき距離に大きな影響を与える初速度と「並進運動」

ニズムを投てき動作中の角運動量の変動から分析していに関するパラメータとの関係を明らかにし，男子円盤投

ること，宮崎ほか（2016）が上半身と下半身の鉛直軸ま

競技者のパフォーマンス向上のための示唆を得ることをわりの角運動量の関係について示していることからも，目的とした．

円盤投における「回転運動」については十分に検討されているといえる．Silvester（1988）は，
円盤投において「回2．方 法転運動」と「並進運動」のバランスが正確であることが2.1 データ収集重要であると主張した上で，多くの競技者は十分な「並（1）分析対象者

進運動」が伴わずにサークル内を「回転」していると指分析対象者は男子学生円盤投競技者 22 名であった．

摘している．Silvester（1988）が指摘するように，競技競技者の特性について，Table 1 に示した．全ての分析者の多くは円盤投動作における「回転運動」の重要性に

対象者は右利きの競技者であった．

ついては実感しているものの，投てき方向へ身体を推進させる「並進運動」については必ずしも重視されていな（2）試技の撮影

い．世界歴代 9 位の 71m26 という記録を有し，1976 年

2013 年 9 月 8 日に開催された第 82 回日本学生陸上競のモントリオールオリンピックおよび 1984 年のロサン

技対校選手権大会（以下，日本インカレとする）男子円ゼルスオリンピックで 3 位，1987 年の世界陸上競技選盤投決勝における投てき，および 2014 年 8 月 17 日に行っ手権ローマ大会で 2 位という実績を持つ John Powell 氏

た実験における全力投てきの試技について，対象となるが，「直線の運動というのが私の円盤投に対する見方で競技者の試技を撮影した．実験における被験者には，研ある」という言説を残している（ブッシュ，1979）こと，

究目的および実験内容を説明し，実験への参加の同意をさらに同様の動作様式である砲丸投の回転投法を用いた得た．試技の撮影には，3 台のハイスピード VTR カメラ

競技者が，並進運動を主とするグライド投法を用いる競（Casio 社製，EX-F1）を用いた．撮影コマ数は 300fps，

技者よりも並進運動量が高い値を示したと報告されてい露 出 時 間 は 日 本 イ ン カ レ で は 1/1000sec， 実 験 で はる（Ohyama Byun et al., 2008；大山卞・藤井，2008）こ

1/2000sec であった．

とからも，「回転運動」として扱われるターン動作にお36

陸上競技学会誌 第 15 巻第 1 号 2017

Table 1 Characteristics of subjects (n = 22)．
Average

Max

Min

Height m

1.77 ± 0.05

1.85

1.67

Body Mass kg

95.82 ± 11.13

121

75

Distance Thrown m

44.10 ± 7.36

59.21

31.92

2.2 データ処理

2.3 算出項目および方法

日本インカレについては，1 人の対象者につき，撮影した 3 投あるいは 6 投の試技の中から，最も記録の良かっ（1）リリースパラメータ
本研究ではリリースパラメータとして以下のパラ

た投てきを分析対象とした．実験に関しては，各被験者メータを算出した．

任意の本数（1 − 6 本）を投てきし，その中から記録の1）初速度

最も良かった試技を分析対象とした．撮影した VTR 画

円盤の 3 次元座標値の変化量を時間微分することで像を Frame Dias Ⅳ（DKH 社製）を用いて 1 コマおきに速度を算出し，Rel 時の円盤の速度を初速度とした．

手動でディジタイズし，身体分析点 25 点および円盤中2）投射角

心 1 点 の 2 次 元 座 標 値 を 得 た． 得 ら れ た そ れ ぞ れ の初速度のベクトルを静止座標系の YZ 平面に投影し，VTR 画像の 2 次元座標値と，あらかじめ設定した実空投影されたベクトルと Y 軸とのなす角度を投射角と間座標値が既知のコントロールポイントの座標値から，した．

DLT 法を用いて分析点の 3 次元座標値を算出した．競3）投射高技会および実験における標準誤差の平均値は，X 軸：

Rel 時の円盤の Z 座標値を投射高とした．また身長0.004m および 0.008m，Y 軸：0.006m および 0.007m，Z 軸：比でも投射高を算出した．

0.008m および 0.009m であった．求めた 3 次元座標値は（2）重心速度残差分析法によって最適遮断周波数（3–9Hz）を決定し，得られた 26 点の分析点の 3 次元座標値から，阿江Butterworth digital filter（Winter，1990）を用いて平滑（1996）の身体部分慣性係数を用いて，身体合成重心（以化を行った．なお，投てき方向に正対したときに右方向

下，システム重心とする）を算出し，システム重心のを X 軸正方向，鉛直上方を Z 軸正方向，X 軸と Z 軸の座標値の変化量を時間微分することにより，システム

外積によって得られる方向を Y 軸正方向とし，X 軸，
Y 軸，

重心の速度を算出した．システム重心として算出する

Z 軸からなる右手系座標系を静止座標系と定義した

ために，各競技者の体重に円盤の質量（2.0kg）を加（Fig.2）．

えたものをシステムの質量として扱った．
（3）重心移動距離
システム重心の 3 次元座標値をもとに，各コマ間の距離を積算することで局面ごとの重心移動距離を算出した．
（4）並進運動量システムの並進運動量を以下の式により算出した．
P ＝ mv
なお，P はシステムの並進運動量，m はシステムの0.4m

質量，v はシステム重心速度を示す．

Z（5）各移動座標系の定義
角運動量の算出に先立ち，身体の各セグメントの右

X

2.0m

Y

1）上胴座標系

a
2.0m
2.0m

手系移動座標系を以下のように定義した．

2.0m

Fig.2 Deﬁnition of the world coordinate.

左右肋骨下端の中点から左右肩関節の中点へと向かう単位ベクトルを zUT とし，左肩関節から右肩関節へ向かう単位ベクトル SUT をとした．つぎに，zUT と sUTの外積によって得られる単位ベクトルを yUT とし，さらに，yUT と zUT との外積によって得られる単位ベク

37トルを xUT とした．そして，xUT，yUT および zUT を軸らに，yLT と zLT との外積によって得られる単位ベクとする座標系を上胴座標系ΣUT と定義した（Fig. 3a）．

トルを XLT とした．そして，xLT，yLT および zLT を軸

2）下胴座標系とする座標系を下胴座標系ΣLT と定義した（Fig. 3b）3）頭部座標系

左右股関節の中点から左右肋骨下端の中点へと向かう単位ベクトルを zLT とし，左股関節から右股関節へ

胸骨上縁から頭頂へと向かう単位ベクトル zHD と上向かう単位ベクトル sLT をとした．つぎに，zLT と sLT

胴座標系の X 軸との外積によって得られる単位ベクの外積によって得られる単位ベクトルを yLT とし，さトルを yHD とした．つぎに，yHD と zHD との外積によっ

Z
X

Y

Z
Y

X

Z
X

a Moving coordinate
on upper torsoYb Moving coordinate
on lower torsoc Moving coordinate
on head

Z
Y
X

Z
X

Y
Z

Y
X

d Moving coordinate
on thighe Moving coordinate
on shank
Fig.3 Deﬁnition of the moving coordinates.

38

f Moving coordinate
on foot陸上競技学会誌 第 15 巻第 1 号 2017て得られる単位ベクトルを xHD とした．そして，xHD，Dapena（1993）にならって，この角運動量をシステム

yHD および zHD を軸とする座標系を頭部座標系ΣHD との角運動量とした．本研究では，左右軸（X 軸）まわり定義した（Fig. 3c）．

の角運動量（LX）を算出した．正負については先行研

4）大腿座標系

究と同様に，サークルを右側方から見て左まわりを正と右大腿座標系について，まず右膝関節から右股関節した．

に向かう単位ベクトルを zRTH，左股関節から右股関節に向かう単位ベクトルを sHP とした．つぎに，zRTH

2.4 統計処理と sHP の外積によって得られる単位ベクトルを xRTH

各パラメータと初速度との間の関係について検討するとし，さらに，xRTH と zRTH との外積によって得られために，Pearson の積率相関係数を用いた．有意性は危る単位ベクトルを yRTH とした．そして，xRTH，yRTH

険率 5％未満で判定した．

および zRTH を軸とする座標系を右大腿座標系ΣRTH と定義した（Fig. 3d）
左大腿座標系ΣLTH に関しても，同様の手順で定義した．
5）下腿座標系

3．結 果
3.1 リリースパラメータ
初速度は 20.10 ± 1.65m/s，投射角は 34.48 ± 3.53°，
投射高は 1.52 ± 0.12m，投射高（身長比）は 86.08 ±右下腿座標系について，まず右足関節から右膝関節

6.70％であった．Fig. 4 はそれぞれのリリースパラメーに向かう単位ベクトル zRSH と右大腿座標系の X 軸とタと投てき距離との関係を示したものである．初速度との外積によって得られる単位ベクトルを yRSH とした．

投てき距離との間に有意な正の相関関係が認められた（rつぎに，zRSH と yRSH との外積によって得られる単位= 0.969，p < 0.001）．投射角，投射高および投射高（身ベクトルを xRSH とした．そして，xRSH，yRSH および長比）と投てき距離との間には有意な相関関係は認めら

zRSH を軸とする座標系を右下腿座標系ΣRSH と定義しれなかった（それぞれ r = 0.159，n.s.；r = 0.189，n.s.；

た（Fig. 3e）r = 0.105，n.s.）．

左下腿座標系ΣLSH に関しても，同様の手順で定義した．
6）足部座標系

3.2 形態に関するパラメータ
身長は 1.77 ± 0.05m，体重は 95.82 ± 11.13kg であっ右足部座標系について，まず右つま先から右足関節

た．Fig. 5 は身長および体重と初速度との関係についてに向かう単位ベクトル RFT と右下腿座標系の X 軸との示したものである．身長および体重は，いずれも初速度

外積によって得られる単位ベクトルを yRFT とした．

との間に有意な相関関係は認められなかった（それぞれ

つぎに，zRFT と yRFT との外積によって得られる単位

r = 0.232，n.s.；r = 0.177，n.s.）．

ベクトルを xRFT とした．そして，xRFT，yRFT およびzRFT を軸とする座標系を右下腿座標系ΣRFT と定義した（Fig. 3f）
左足部座標系ΣLFT に関しても，同様の手順で定義

3.3 重心速度
BS 時，R-off 時，L-off 時，R-on 時，L-on 時， お よ び
Rel 時の重心速度は，それぞれ 0.14 ± 0.08m/s，0.93 ±

した．

0.19m/s，2.44 ± 0.29m/s，2.21 ± 0.32m/s，2.04 ± 0.30m/s，（6）角運動量および 1.68 ± 0.19m/s であった．Fig. 6 は各イベント時

全身の角運動量の算出は，身体を 15 個のセグメン

における重心速度と初速度との関係を示したものであトから構成される剛体リンクモデルとして仮定し，る．重心速度は R-off 時，
L-off 時および L-on 時において，Dapena（1978），湯（1995）の方法に基づいて行った．

初速度との間に有意な正の相関関係が認められた（それ算出の基準座標系は，身体重心に原点を平行移動した

ぞれ r = 0.728，p < 0.01；r = 0.650，p < 0.01；r = 0.555，

静止座標系とした．全身の角運動量（Lj）の算出に用

p < 0.01）．BS 時，R-on 時および Rel 時は，初速度とのいた式を以下に示す．

間に有意な相関関係は認められなかった（それぞれ r =Lj = σ rjΤG ×mj VjΤG + σ Ij ×ǚj-0.091，n.s.；r = 0.293，n.s.；r = 0.266，n.s.）．

ここで， rjΤG は身体重心からセグメント重心への位置
ベクトル， mj は各セグメントの質量， VjΤG は身体重心

3.4 重心移動距離に対するセグメント重心の相対速度ベクトル， Ij はセ

準備局面，エントリ局面，空中局面，移行局面，およ

グメントの慣性テンソル， ǚj はセグメントの角速度でび投げ局面の重心移動距離は，それぞれ 0.29 ± 0.06m，ある．円盤をリリースする前の全身の角運動量は，質点0.59 ± 0.06m，0.24 ± 0.07m，0.38 ± 0.06m，および 0.39と み な し て 計 算 し た 円 盤（ 質 量 2kg） の 角 運 動 量± 0.08m であった．Fig. 7 は各局面の重心移動距離と初（ rjΤG ×mD VD㸹D ：円盤）を式（2）に加算して求めた．

速度との関係を示したものである．重心移動距離は，空39Distance Thrown㻌 m
Distance Thrown㻌 m

㻌An = 2265
r = 0.969
60
p < 0.001
55
50
45
40
35
30
25
20
15
17.5
20
22.5
25
Release Velocity㻌 m/s
㻌C65
n = 2260
r = 0.189
55
n.s.
50
45
40
35
30
25
20
1.2
1.4
1.6
1.8
Release Height㻌 m

㻌B
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
25

n = 22r = 0.159
n.s.

35
Release Angle㻌 deg.

㻌D
65
60 n = 22
r = 0.105
55
n.s.
50
45
40
35
30
25
20
70
80
90
Release Height
Height Ratio㻌 %

45

100

Fig.4 Relationships between distance thrown and release parameters.

㻌B

㻌A
24
Release Velocity㻌 m/s

23
22

n = 22r = 0.232
n.s.

24
23
22

21

21

20

20

19

19

18

18

17

17

16

16

15
1.65

1.75
1.85
Height㻌 m

15
1.95 70n = 22r = 0.177
n.s.

90
110
Body Mass㻌 kg

130

Fig.5 Relationships between distance thrown and morphological parameters.
40

陸上競技学会誌 第 15 巻第 1 号 2017

An = 22r = -0.091
n.s.

24
Release Velocity㻌 m/s

23

㻌B
23

23
22

22

21

21

21

20

20

20

19

19

19

18

18

18

17

17

17

16

16

16

0

0.1

0.2

0.3

15
0.4 0.4

0.6

㻌D

0.8

1

15
1.4 1.6

1.2

㻌 E n = 22

23
22

22

21

21

21

20

20

20

19

19

19

18

18

18

17

17

17

16

16

16

1.5

2

2.5

24

r = 0.555
p < 0.01

15
3 1.4

CGV at R-on㻌 m/s

2.6

㻌 F n = 22n = 22r = 0.298 24
n.s.
23

15

2.1

CGV at L-off㻌 m/s

CGV at R-off㻌 m/s

CGV at BS㻌 m/s

24

n = 22r = 0.650
p < 0.01

24

22

15

Release Velocity㻌 m/s

㻌C

n = 22r = 0.728
p < 0.01

24

23

r = 0.266
n.s.

22

1.9

15
2.9 1.5

2.4

1.7

1.9

2.1

CGV at Rel㻌 m/s

CGV at L-on㻌 m/s

Release Velocity㻌 m/s

Fig.6 Relationships between distance thrown and the velocity of the center of gravity (CGV).

㻌A

㻌B

㻌C

24

24

24

23

23

23

22

22

22

21

21

21

20

20

20

19

19

19

18

18

n = 2217
r = 0.013
16
16
n.s.
15
15
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5 0.45
Path Length
During Preparation Phase㻌 m

㻌D

0.55

0.65

0.75

18

㻌E

n = 22r = 0.630
p < 0.0117
16

15
0.85 0.1

Path Length
During Entry Phase㻌 mn = 22n = 2224
r = -0.005
r = -0.350
23
23
n.s.
n.s.
22
22
21
21
20
20
19
19
18
18
17
17
16
16
15
15
0.3
0.4
0.5
0.2
0.3
0.4
0.5 0.2
Path Length
Path Length
During Delivery Phase㻌 mDuring Transition Phase㻌 m

24
Release Velocity㻌 m/s

n = 22r = -0.083
n.s.

17

0.2

0.3

0.4

Path Length
During Airborne phase㻌 m

㻌Fn = 22r = -0.338
n.s.

24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
0.6 1.52

2.5

Path Length
During Throwing Motion㻌 m

Fig.7 Relationships between distance thrown and the path length of the center of gravity (CG).
41㻌 B n = 22

㻌C

24

24

24

Release Velocity㻌 m/s

㻌 A n = 22

r = -0.068
n.s.

r = 0.725
p < 0.001

23

23

23

22

22

22

21

21

21

20

20

20

19

19

19

18

18

18

17

17

17

16

16

16

15

15
30 40

0

10

20

Linear Momentum at BS
㻌 kg m/s

㻌D

n = 22r = 0.357
n.s.

Release Velocity㻌 m/s

24

15
140 15090
Linear Momentum at R-off
㻌 kg m/s

㻌E
24

24

23

23

22

22

22

21

21

21

20

20

20

19

19

19

18

18

18

17

17

17

16

16

16

15

15
150

200

250

300

Linear Momentum at R-on
㻌 kg m/s

200

250

300

350

Linear Momentum at L-off
㻌 kg m/s

㻌Fn = 22r = 0.585
p < 0.01

n = 22r = 0.621
p < 0.01

n = 22r = 0.296
n.s.

23

100

150

200

250

15
300 100

Linear Momentum at L-on
㻌 kg m/s

150

200

250

Linear Momentum at Rel
㻌 kg m/s

Fig.8 Relationships between distance thrown and the linear momentum.

中局面において，初速度との間に有意な正の相関関係が3.6 X 軸まわりの角運動量認められた（r = 0.630，p < 0.01）．準備局面，エント

BS 時，R-off 時，L-off 時，R-on 時，L-on 時， お よ び

リ局面，移行局面，投げ局面および合計の重心移動距離

Rel 時のシステムの X 軸まわりの角運動量は，それぞれは，初速度との間に有意な相関関係は認められなかった

0.26 ± 1.59kg・m2/s，-27.01 ± 6.56kg・m2/s，15.01 ±（それぞれ r = 0.013，n.s.；r = -0.083，n.s.；r = -0.350，

6.92kg・m2/s，13.46 ± 5.48kg・m2/s，-18.17 ± 5.48kg・n.s.；r = -0.005，n.s.；r = -0.338，n.s.）．

m2/s，および -14.45 ± 8.73kg・m2/s であった．Fig. 9 はそれぞれのイベント時におけるシステムの X 軸まわり

3.5 並進運動量の角運動量と初速度との間の関係について示したもので

BS 時，R-off 時，L-off 時，R-on 時，L-on 時， お よ び

ある．システムの X 軸まわりの角運動量は，R-on 時おRel 時のシステムの並進運動量は，それぞれ 13.83 ±よび Rel 時において，初速度との間に有意な負の相関関

7.36kg・m/s，91.47 ± 21.32kg・m/s，238.84 ± 37.75kg・係が認められた（それぞれ r = -0.452，p < 0.05；r =m/s，216.45 ± 36.16kg・m/s，199.67 ± 36.87kg・m/s，-0.510，p < 0.05）．BS 時，R-off 時，L-off 時および L-on

および 164.59 ± 27.00kg・m/s であった．Fig．8 はそれ時は，初速度との間に有意な相関関係は認められなかっぞれのイベント時における並進運動量と初速度との間のた（それぞれ r = -0.210，n.s.；r = 0.123，n.s.；r = 0.026，

関 係 を 示 し た も の で あ る． 並 進 運 動 量 は，R-off 時，

n.s.；r = 0.058，n.s.）．

L-off 時および L-on 時において，初速度との間に有意な正の相関関係が認められた（それぞれ r = 0.725，p <4．考 察

0.001；r = 0.621，p < 0.01；r = 0.585，p < 0.01）．BS 時，

本研究では，22 名の男子学生円盤投競技者を対象に，

R-on 時および Rel 時は，初速度との間に有意な相関関

公式競技会および実験においてデータを収集した．投て係は認められなかった（それぞれ r = -0.068，n.s.；r =き距離は，全対象者の平均値が 44.10 ± 7.36m であり，0.357，n.s.；r = 0.296，n.s.）．

31.92m から 59.21m の範囲であった．この記録範囲は

42

陸上競技学会誌 第 15 巻第 1 号 2017n = 22r = -0.210
n.s.

㻌A
Release Velocity㻌 m/s

24

㻌B
24

24

23

23

22

22

22

21

21

21

20

20

20

19

19

19

18

18

18

17

17

17

16

16

16

15

15
-2

0

2

4

6

15
-50

Angular Momentum
about X axis at BS㻌 kg m2/s

㻌D

-40

-30

-20

-10

24

0

-10

Angular Momentum
about X axis at R-off㻌 kg m2/s

㻌E
n = 22r = -0.452
p < 0.05

24

n = 22r = 0.058
n.s.

23

22

22

21

21

21

20

20

20

19

19

19

18

18

18

17

17

17

16

16

16

15

15
30 -40Angular Momentum about X axis
at R-on㻌 kg m2/s

20

30

-20

n = 22r = -0.510
p < 0.05

24

22

20

10

㻌F

23

10

0

Angular Momentum
about X axis at L-off㻌 kg m2/s

230n = 22r = 0.026
n.s.

㻌C

23

-4

Release Velocity㻌 m/s

n = 22r = 0.123n.s.

0Angular Momentum
about X axis at L-on㻌 kg m2/s

15
20 -35

-25

-15

-5

5

Angular Momentum
about X axis at Rel㻌 kg m2/s

Fig.9 Relationships between distance thrown and the angular momentum at X axis.

2016 年度ランキングでは，都道府県選手権出場レベル

34.48 ± 3.54°
であり，先行研究で報告されている投射角から日本トップレベルに該当する．したがって本研究での範囲内であった．一方で，本研究において投射角と初は，広範囲なパフォーマンスレベルにある円盤投競技者

速度との間に有意な相関関係が認められなかったため，のパフォーマンスを計測できたと考えられる．

投射角は投てき距離に大きな影響を与えたとはいえないであろう．投射高に関して，山本ほか（2008）は，世界

4.1 リリースパラメータ

一流競技者の投射高（身長比）は 95.6 ± 5.0％であり，

リリースパラメータと投てき距離との関係について，国内一流競技者の投射高（身長比）は 90.7 ± 6.6％であっ初速度のみ投てき距離との間に有意な正の相関関係が認たが，投てき距離との間に有意な相関関係が認められなめられた（Fig. 4）．多くの先行研究においても，初速度かったと報告している．本研究における投射高（身長比）

が投てき距離に最も影響を与える要因であることが報告の平均値は，86.09 ± 6.70％であり，山本ほか（2008）

さ れ て い る（Badura, 2010; Bartlett, 1992; Hay, 1985;の報告よりも小さな値であった．しかしながら，本研究

Schlüter and Nixdorf, 1984）．一方で，投射角，投射高おにおいても投射高と投てき距離の間に有意な相関関係がよび投射高（身長比）については，投てき距離との間に認められなかったため，投射高も投てき距離に大きな影

有意な相関関係は認められなかった（Fig. 5）．Hay（1985）

響は与えていないと考えられる．

は，円盤投における最適投射角は 35−40°であると述べている．しかし，Lockwood（1963）や Hay and Yu（1995a）

4.2 形態に関するパラメータとの関係が報告した投射角には 30−45°までの開きがあることや，

身長および体重と初速度との間には，有意な相関関係

競技レベルによって最適な投射角は異なると報告されては認められなかった（Fig. 5）．これまで円盤投は，身長いる（Hay, 1985）ことからも，他のリリースパラメー

や体重などの体格の大きな競技者が有利であるというこ

タや空気力学的要因などによっても，最適な投射角は異とが報告されてきたが（ボンパ，2006；石河，1977；山なると考えられる．本研究における投射角の平均値は，

崎，1993），本研究においては，形態的要因が初速度に

43

大きな影響を与えなかったといえる．本研究では国内男

次に，空中局面における重心移動距離と初速度との間子学生競技者を分析対象としたため，対象者の形態的なに有意な正の相関関係が認められた（Fig. 7）ことに関

特性が均質であったことが原因であると考えられる．しして，先述のように初速度の大きな競技者は L-off までたがって本研究における対象者のパフォーマンスの違い

により大きな重心速度および並進運動量を獲得していたは，体格的な要因よりも技術的な要因に影響を受けていため，直後の局面である空中局面でシステムを推進させると推察される．

ることができ，重心移動距離も大きくなったと考えられる．Yu et al.（2002）は，エントリ局面の間にシステム

4.3 「並進運動」に関わるパラメータと初速度との関係をできる限り力強く投てき方向に推進させるべきである

本研究では，「並進運動」に関わるパラメータとして，と主張している．さらに Silvester（2003）は，右脚の振重心速度，重心移動距離，並進運動量および X 軸まわ

込動作による強い回転力と左脚を強く地面に押し込む動りの角運動量を算出し，初速度との関係について検討し作による推進力を結びつけることで，より大きな運動量

た．以下，局面を追って，考察を進めていく．

を獲得することができると述べている．加えて Silvester

まず，動作前半の重心速度および並進運動量に着目す（2003）は，ほとんど全ての初級競技者の技術的な問題

ると，R-off 時，L-off 時の重心速度および並進運動量と点として，エントリ局面で過回転になっているか，十分初速度との間に有意な正の相関関係が認められた（Fig.

な推進力が伴わないままサークル内を回転していると指6, 8）．このことは，初速度の大きな競技者ほど，動作前摘している．エントリ局面での過回転は，よく見られる半である R-off 時および L-off 時に高い重心速度を有し失敗のひとつとしてアメリカの指導書（USA Track &ており，より大きな並進運動量を獲得していたことを示

Field, 2014）に示されている．これらのことから，積極している．田内ほか（2007）は，初級円盤投競技者がエ的な左への体重移動によって L-off までに重心速度およントリ局面に要した時間と初速度との間に正の相関関係

び並進運動量を高めた状態で，地面を力強く蹴り出し，を示す傾向が認められたと報告しており，初級競技者はシステムを投てき方向へと推進させることで過回転を防後半の動作を適切に行えるように，ターンの導入動作をぐと同時に，より大きな運動量を獲得することができ，

ゆっくり行うことが必要であると述べている．同様に初速度の増大，そして投てき距離の向上につながると推Dapena（1993）は，重要な注意点として，初級円盤投

察される．

競技者はターンの初期段階に角運動量を高めるよりも，空中局面後の R-on 時の X 軸まわりの角運動量につい全体の動作をコントロールすることを強調すべきであるて，初速度との間に有意な負の相関関係が認められたと指摘している．また Hay（1985）は，（右利き競技者（Fig. 9）
．このことは，初速度の大きな競技者ほど，身の場合）左足を投てき方向に回転させながら，重心を左体が投てき方向と反対に倒れるような勢いが小さかった

足の上あるいは左足を越えたところまで移動させることことを示している．初速度の大きな競技者は，動作前半が，成功試技のための重要な要因であると述べている．

に獲得した重心速度および並進運動量が大きく，システ

これらのことを考慮すると，競技レベルの低い競技者はムが投てき方向に推進していたためであると考えられ動作速度を下げて準備局面からエントリ局面の動作を遂る．

行していると推察されるが，初速度を高めてより大きな

そして，動作後半の重心速度，並進運動量およびシス

投てき距離を達成するためには，（右利き競技者の場合）

テムの X 軸まわりの角運動量に着目すると，L-on 時のシステムを積極的に左に移動させることによって，重心

重心速度および並進運動量と初速度との間に有意な正の速度を高め，より大きな並進運動を獲得することが重要

相関関係が認められ（Fig. 6, 8），Rel 時のシステムの Xであると考えられる．Dapena（1993）は，システムの軸まわりの角運動量と初速度との間に有意な負の相関関

鉛直軸まわりの正の角運動量が準備局面からエントリ局係が認められた（Fir. 9）．これらの結果は，初速度の大面前半において増大して最大となり，その後の局面ではきな競技者ほど L-on 時に大きな重心速度および並進運

ほとんど変化しないことから，円盤の水平速度を高める

動量を有しており，Rel 時にはシステムが投てき方向へためには，ターン動作開始時の鉛直軸まわりの正の角運

起き上がる勢いが大きかったことを示している．初速度

動量を大きくすることが重要であると主張している．

の大きな競技者は，動作前半で高めた重心速度および並Dapena（1993）の主張と本研究の結果から，準備局面

進運動量によって，R-on 時に身体が投てき方向と反対からエントリ局面において積極的な体重移動を行うことに倒れる勢いを小さくすることができていたため，R-on

で，システムを回転させるための勢いを獲得し，その結から L-on にかけて重心速度および並進運動量の減少を果システムの鉛直軸まわりの正の角運動量を増大させる

抑えるあるいは増加させることができたと考えられる．

ことが可能となり，最終的には大きな初速度の獲得，ひRel 時のシステムの X 軸まわりの負の角運動量，すなわ

いては投てき距離の向上へとつながることが示唆され

ち身体が投てき方向に回転する勢いが大きかったことにた．

関して，初速度の大きな競技者は，Rel に向けて身体を44

陸上競技学会誌 第 15 巻第 1 号 2017

投てき方向へと起こす動作を行っていたことが推察されと変え，システム（≒身体）を投てき方向へと「起こする．吉福（1982）は，投球運動におけるステップ動作に動作」を行うことが，初速度の向上につながるというこ

よって身体の下端を止めることで，全身の並進運動を回とが示唆された．

転運動に変え，縦方向の回転が生じると述べている．円
盤投においても，L-on 以降身体の下端である左足を止文献めることによって，それまでの並進運動を回転運動に変阿江通良（1996）日本人幼少年およびアスリートの身体

えて，身体を縦方向に回転させる動作，いわゆる「起こ部分慣性係数．Japanese Journal of Sports Science, 15：

し動作」が生じると考えられる．松尾・湯浅（2005）は，

155-162．

L-on 時の重心速度と初速度との間に有意な正の相関関

Badura, M. (2010) Biomechanical Analysis of the Discus at

係が認められたことから，L-on までに身体重心速度を

the 2009 IAAF World Championships in Athletics. New

高めておくことが，初速度を高める上で重要な要因の一

Studies in Athletics, 25: 23-35．

つになっていると述べている．松尾・湯浅（2005）の指摘と本研究の結果から，L-on 時までに重心速度および並進運動量を高めることに加え，L-on 以降左足を止めることによって，Rel に向けて身体を投てき方向に「起こす動作」を行うことで，円盤投のパフォーマンスが向上する可能性があることが示唆された．

5．まとめ
本研究の目的は男子円盤投における「並進運動」と初速度との関係を明らかにし，男子円盤投競技者のパフォーマンス向上のための示唆を得ることであった．そのために，公式競技会および実験によって，22 名の男
子学生円盤投競技者を対象に動作分析を行い，初速度との関係について検討を試みた．
主な結果は以下の通りである．
1）身長および体重と初速度との間には，有意な相関関

Bartlett. R. M. (1992) The biomechanics of the discus
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Hay, J. G. and Yu, B. (1995a) Critical characteristics of

係は認められなかった．

technique in throwing the discus. Journal of Sports

2）初速度と投てき距離との間には，有意な正の相関関Sciences, 13: 125-140．

係が認められたが，投射角，投射高および投射高（身長比）と投てき距離との間には，有意な相関関係は認められなかった．
3）R-off 時，L-off 時および L-on 時の重心速度および並進運動量と初速度との間に，有意な正の相関関係が認められた．
4）空中局面における重心移動距離と初速度との間に，有意な正の相関関係が認められた．

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５）R-on 時および Rel 時のシステムの X 軸まわりの角Matsuo, T., Escamilla, R. F., Fleisig，
G. S., Barrentine, S. W.,

運動量と初速度との間に，有意な負の相関関係が認めら

and Andrews, J. R. (2001) Comparison of kinematic andれた．

temporal parameters between different pitch velocity

これらの結果から，国内男子学生円盤投において従来

groups. Journal of Applied Biomechanics, 17 (1): 1-13．

指摘されてきたような身長や体重といった形態的要因と

松尾宣隆・湯浅景元（2005）円盤投げ動作における身体初速度との関係は認められず，一方で初速度は投てき距

重心速度が円盤速度と円盤＋投擲者角運動量に及ぼす離との関係が強いということが示された．そして，動作効果．中京大学体育学論叢，46（2）：33-43．

前半に重心速度を高め，より大きな並進運動量を獲得す

宮西智久・桜井伸二・若山章信・岡本ることで，システム（≒身体）を投てき方向へと推進さ（1998）アジア一流競技者における円盤投げの角運動せること，動作後半（L-on まで）に重心速度および並量の 3 次元解析．バイオメカニクス研究，2（1）：10-

進運動量の減少を抑える，あるいは増加させつつ，身体の下端を止めることで，並進運動を縦方向の回転運動へ

敦・只左一也18．
宮崎利勝・高橋和将・平山大作・内藤景・阿江通良・45

大山卞圭悟（2016）円盤投げにおける体幹の捻転動作

田内健二・礒

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