陸上競技学会誌 第 12 巻第 1 号 2014

［原著論文］

国内外 110m ハードル走選手のハードリング動作に関する
3 次元キネマティクス的研究
柴山一仁 1），藤井範久 2），門野洋介 1），阿江通良 2）Three-dimensional kinematic study on hurdling motion in World and Japanese sprint hurdlers

Kazuhito SHIBAYAMA1), Norihisa FUJII2), Hirosuke KADONO1) and Michiyoshi AE2)

Abstract

This study aimed to investigate kinematic characteristics during the World and Japanese 110 m hurdlers. Hurdling motion
was investigated with respect to running velocity. Twenty-nine
World and Japanese elite 110 m hurdlers (height: 1.84 ± 0.05 m,
weight: 74.6 ± 6.9 kg, analyzed time in race: 13.77 ± 0.45 s)
participated in this study. Hurdling motions at the 7th hurdle
during the official competitions were videotaped by two highspeed VTR cameras. The positions of 25 body landmarks andcalibration marks in the projected images were digitized, andthen the three-dimensional coordinates were calculated by the
DLT method. Kinematic parameters such as hurdling distance,
durations of support and airborne phases, CG heights, and angles
and angular velocities of hip, knee and ankle joints were calculated. Correlation coefficients between running velocity and kinematic parameters were calculated using Pearson’s ProductMoment (r). The results were summarized as follows: (1) Fasterhurdlers achieved a shorter duration during the 2nd airborne
phase. (2) Faster hurdlers delayed the timing of the takeoff leg
motion. Consequently, considering the level of the hurdlers analyzed in this study, it is understood that they should know theimportance of training on the ability of acceleration in the interval motion and decrease in deceleration during the take-offphase.

キーワード：3 次元動作分析，疾走速度，動作の停滞の特徴が明らかとなっている．また，日本人選手の競技力向上への示唆を得ることを目的とし，世界一流選手と日本人選手における動作の比較を行った研究も散見される（森田ほか，1994；大橋ほか，2006）．
ハードル走における最も特徴的な動作は，ハードルの踏切から着地までのハードリング動作であろう．ハード
リング動作において，リード脚は主として矢状面における動作を行っているが，踏切脚では側方への振り上げ動作がみられる．ハードリング動作における踏切脚，特に股関節の 3 次元的な動作は，スプリント走などの他の陸上競技種目にはみられない特徴であり，ハードル走のパフォーマンスに大きな影響を与えていると推察される．
しかし，ハードリング動作について 3 次元的な検討を行った研究は非常に少ない．藤井ほか（1997）は，ハードリング動作中の下肢 3 次元的関節トルクおよび関節ト
ルクパワーを算出し，踏切脚の側方への振り上げ動作の発生機序について検討している．McDonald and Dapena（1991）は，ハードリング中の身体部分の角運動量を 3次元的に算出し，角運動量保存則から身体各部分の相互1．緒 言作用について検討している．これらの研究から，先述のように特徴的な動作であるハードリングにおいて，3 次

110m ハードル走（以下 110mH 走と表記）は，ハー

元的な下肢動作を行うために必要なキネティクス的要因

ドルの踏切における減速とハードル間のインターバル走は明らかになっている．しかし，それらの結果として生における加速を繰り返しながら，フィニッシュへと向かじ，指導現場で最も直接的な示唆となり得るキネマティ

う競技である（伊藤・富樫，1997）．これらの競技特性

クスを 3 次元的な観点から検討した研究は行われておらから，踏切動作に関する研究（森田ほか，1994；串間・ず，競技パフォーマンスとの関係性も明らかになってい小木曽，1995），インターバル走動作に関する研究（磯ない．ハードリング動作における下肢の 3 次元キネマ

ほか，2002；谷川ほか，2002），それらを含めた 1 サイ

ティクス的特徴と疾走速度の関係性について検討するこ

クル動作に関する研究（McDonald，2002；柴山ほか，とによって，110mH 走における日本人選手の競技力向

2011）が行われており，矢状面における 2 次元的な動作

上への示唆を得ることができるだろう．

1） 仙台大学体育学部 Faculty of Sport Science, Sendai University〒 989-1693 宮城県柴田郡柴田町船岡南 2 丁目 2-18
2） 筑波大学体育系 Faculty of Health and Sport Sciences, University of Tsukuba〒 305-8574 茨城県つくば市天王台 1-1-1

45

そこで本研究では，国内外 110mH 走選手のハードリ

V4.3，Nobby Tech 社 製， 撮 影 ス ピ ー ド 毎 秒 200 コ マ，

ング動作について，疾走速度と関係のある 3 次元キネマ

露 出 時 間 1/600 秒 〜 1/5000 秒 ま た は Exilim EX-F1，

ティクス的特徴を明らかにすることを目的とした．

CASIO 社 製， 撮 影 ス ピ ー ド 毎 秒 300 コ マ， 露 出 時 間
1/1000 秒）を用いて撮影した．なお，本研究で用いた

2．方 法

VTR 画像の一部は，財団法人日本陸上競技連盟科学委

2.1 分析対象者

員会によって撮影されたものである．

2007 年から 2008 年に開催された公認競技会の 110mH
走レースに参加した男子選手 29 名を分析対象者とし，

2.3 データ処理

表 1 にその特性を示した．分析対象者には，世界記録保撮影した VTR 画像から，選手の身体分析点 25 点（左持者やオリンピック優勝者などの世界一流選手，日本選右の第三中手指節関節，手関節中心，肘関節中心，肩峰，手権大会優勝者などの日本一流選手を含んでおり，シー

つま先，拇指球，踵骨隆起，足関節中心，膝関節中心，

ズンベスト記録に対する当該競技会における記録の達成

股関節中心，肋骨下端および頭頂，左右両耳珠点の中点，率が 98％以上のものを分析対象とした．また，分析対胸骨上縁）と，左右方向（X 方向）5.0m，進行方向（Y象レースにおける最大速度区間の平均速度に対する分析方向）8.0m，鉛直方向（Z 方向）2.5m の範囲に設置し区間の平均速度の割合（減速率）に関して，レース記録

たコントロールポイントを，動作分析装置（Frame-DIASとの有意な相関関係は認められなかったことから（r =Ⅱ，DKH 社製）を用いて 2 コマごとにデジタイズした．

0.115），本研究の結果に分析区間が与える影響は少ない

2 つの VTR 画像の身体分析点とコントロールポイントと考えられる．

の 2 次 元 座 標 か ら，DLT 法（Abdel-Aziz and Karara，
1971）を用いて身体分析点の 3 次元実座標を算出した．
身体分析点の 3 次元座標値算出における標準誤差の最小

2.2 VTR 撮影
110mH 走レースにおける 7 台目ハードルの踏切脚の値 と 最 大 値 は，X 方 向：0.006-0.014m，Y 方 向：0.005-

接地からハードリング後のリード脚の離地までを 2 台の0.016m，Z 方向：0.005-0.014m であった．

3

高速度 VTR カメラ（HSV-500C ，NAC 社製，撮影スピー得られた座標値は，バタワース型デジタルフィルタを

ド 毎 秒 250 コ マ， 露 出 時 間 1/1000 秒 ま た は Phantom

用いて平滑化した．このときの遮断周波数は，Wells andWinter（1980）の方法により身体分析点の座標成分ごとに決定した（5-15Hz）．身体を 15 個の身体部分から構成

表 1 被検者の特性される剛体リンクモデルと仮定し，阿江（1996）の身体ᖹᆒ್sᶆ‽೫ᕪ᭱኱್ - ᭱ᑠ್㌟㛗 (m)

1.84s0.05

1.95 - 1.77

㌟య㉁㔞 (kg)74.6s6.9

91.0 - 60.0ࢩ࣮ࢬࣥ࣋ࢫࢺグ㘓(s)13.65s0.45

14.37 - 12.92

࣮ࣞࢫグ㘓 (s)13.77s0.45

14.48 - 13.02

㐩ᡂ⋡ (%)

99.2s0.7

100.0-98.0ศᯒ༊㛫ῶ㏿⋡ (%)

98.4s1.1

100.0-96.9

T-on

T-off

部分慣性係数を用いて，平滑化した身体分析点の座標データから身体部分および全身の重心座標を算出し，時間微分することによって重心速度を算出した．

2.4 局面分け
7 台目ハードルの踏切脚の接地（T-on）から 7 台目ハードルのリード脚の離地（L-off）までを分析区間として，
図 1 に示すような動作時点と局面を定義した．本研究で

L-on

HD
滞空期前半

滞空期後半

踏切脚支持期

リード脚支持期
滞空期

ハードリング

図 1 動作時点および局面の定義

46

L-off

陸上競技学会誌 第 12 巻第 1 号 2014

は，身体重心の進行方向の座標値がハードル上を通過した時点を基準とし（HD），滞空期を前半と後半に分けた．

（ZTR）と YHfe（ZHfe）とのなす角を股関節屈曲伸展角度θHfeとし，直立位を 0°として屈曲を正，伸展を負と定義した．
また，左右の膝関節中心からそれぞれ左右の股関節中心に向かうベクトル ZHaa と YHfe の外積により XHaa を算出し，2.5 算出項目（1）疾走速度XHaa，YHfe，ZHaa を左右の股関節内外転座標系とした．こ

分析区間中の進行方向における身体重心水平速度の平のとき，XTR（ZHfe）と XHaa（ZHaa）とのなす角を股関節

均値を疾走速度とした．

内外転角度と定義し，直立位を 0°として内転を正，外（2）ハードリング距離

転を負と定義した．なお，股関節内外旋角度については，

T-off のつま先とハードルの水平座標値の差を踏切距

本研究の分析手法の都合上，値を正確に算出できないと

離，ハードルと L-on のつま先の水平座標値の差を着地
距離とし，踏切距離と着地距離の和をハードリング距離考えられるため，角度定義を行っていない．
膝関節角度は，膝関節中心から股関節中心に向かうベとした．

クトル（TH）と膝関節中心から足関節中心に向かうベ（3）支持時間および滞空時間

クトル（SH）のなす角度とし，足関節角度は，足関節VTR 画像から，各歩の接地と離地のコマを読み取る

中心から膝関節中心に向かうベクトル（SHʼ）と足関節ことによって支持時間と滞空時間を算出した．

中心から拇指球に向かうベクトル（FO）のなす角度と（4）ハードリング中の最大身体重心高した．本研究では，公認競技会における選手の動作を分

ハードリング中における身体重心高の最大値を算出す析対象としており，選手にマーカーを貼付していないたるとともに，その時点の身体重心とハードルの進行方向

め，膝関節および足関節については，内外反，内外旋ににおける距離を算出した．

相当する角度の正確な算出が困難であると考えられる．

（5）下肢関節角度および角速度

したがって，本研究で算出する膝関節および足関節角度

図 2 で示すように下胴および股関節に移動座標系を設

は，これらの動作を統合したものを示す．

定し，股関節屈曲伸展および内外転角度を算出した．まず，両股関節の中点から両肋骨下端の中点に向かうベク

以上の方法を用いて算出した各関節角度を時間微分することによって，関節角速度を算出した．

トル STR と，左股関節中心から右股関節中心に向かうベ
クトル XTR の外積により YTR を算出後，XTR と YTR の外2.6 規格化および統計処理

積から ZTR を算出し，XTR，YTR，ZTR を下胴座標系と定疾走速度と各算出項目の関係性について検定するため義した．左右の膝関節中心からそれぞれ左右の股関節中に，Pearson の積率相関係数（有意水準 5％）を算出した．

心に向かうベクトル SHfe と XTR の外積により YHfe を算出

角度および角速度については，分析局面の支持時間，滞後，XTR と YHfe の外積から ZHfe を算出し，XTR，YHfe，ZHfe

空時間の平均値をもとに分析局面を 0-100％に規格化しを左右の股関節屈曲伸展座標系とした．このとき，YTR（踏切支持期：0-21％，滞空期：22-83％，リード脚支持期：84-100％），規格化時間 1％ごとに相関係数を算出した．
後述する結果のグラフでは，相関係数が統計的に有意で股関節屈曲伸展角度

股関節内外転角度

ZTRș Hfe ZHfe
XTR

あった箇所に×のマークを表示した．グラフ上部にマーXTR

クがある場合は正の相関関係を，グラフの下部にマークș Haa XHaa

YTR

YHfe

ș Hfe
YHfe

がある場合は負の相関関係を示している．

ZHfe
ș Haa

3．結 果

ZHaa

3.1 ハードリング動作における基礎的パラメータ
表 2 は，ハードリング動作における基礎的なパラメー
足関節角度

ZHfe

XTR
ZHaa

XHaa
YHfe

ZTR

タと疾走速度の関係を示したものである．踏切距離および着地距離，それらの和であるハードリング距離には，

YTR
TH

SH (SH’)

膝関節角度

FO

疾走速度との有意な相関関係は認められず，ハードリン
グ中における身体重心高の最大値および身体重心高が最大となった瞬間の身体重心とハードルとの水平距離においても，疾走速度との有意な相関関係は認められなかった．支持期および滞空期の所要時間は，踏切脚支持期に要した時間には疾走速度との有意な相関関係は認められなかったが，滞空期の所要時間は，疾走速度が大きい選

図 2 下肢関節角度の定義

手ほど短かった．滞空期を前後半に分けて検討してみる

47

表 2 各算出項目と疾走速度の関係

曲角速度が小さい局面（39-46％），大きい局面（55-60％）

踏切距離 (2.16±0.14m)

-.142
.318

着地距離 (1.63±0.18m)-.365

身体重心高の最大値 (1.35±0.03m).070

最高重心時のハードルとの水平距離 (0.09±0.15m)-.204

ハードリング距離 (3.78±0.14m)

支持期・滞空期
所要時間がみられた．また，滞空期の後半からリード脚支持期r

算出項目 (mean±SD)（69-98％）において，疾走速度の大きい選手ほど外転角度が大きかった．さらに，疾走速度の大きい選手ほど，離地直後（22-29％）における外転角速度が小さく，滞空期中盤（46-55％）における角速度が小さく，リード
脚支持期（96-99％）における内転角速度が大きかった．
図 5 はハードリング動作における踏切脚膝関節，足関節の角度および角速度を，分析対象者の平均値と標準偏踏切脚支持期 (0.13s0.01s)-.168

滞空期 (0.36s0.03s)-.710*

差で示したものである．滞空期（45-64％）において，前半 (0.20s0.02s)-.357

疾走速度の大きい選手ほど膝関節伸展角度が大きかっ

後半 (0.17s0.03s)-.534*-.593*

た．同様に滞空期（24-34％）において，疾走速度の大リード脚支持期 (0.09s0.01s)

きい選手ほど足関節底屈角度が小さかった．また，リー*：p < .01

ド脚の接地前後（79-83％）において，疾走速度の大きい選手ほど足関節底屈角度が大きく，その直後（84-89％）に生じる足関節角速度が小さかった．

と，滞空期後半に要した時間が疾走速度の大きい選手ほ

3.2.2 リード脚の動作ど短かった．リード脚支持期では，疾走速度の大きい選

図 6 はハードリング動作におけるリード脚股関節の屈手ほど所要時間が短かった．
図 3 は，ハードリング動作における進行方向の身体重

曲伸展角度および角速度，内外転角度および角速度を，

心水平速度を，分析対象者の平均値と標準偏差で示した

分析対象者の平均値と標準偏差で示したものである．

ものである．すべての局面において（0-100％），疾走速

リード脚の接地前後（79-88％）において，疾走速度の度の大きい選手ほど身体重心水平速度が大きかった．

大きい選手ほど伸展角速度が大きかった．
図 7 はハードリング動作におけるリード脚膝関節，足3.2.1 踏切脚の動作

関節の角度および角速度を，分析対象者の平均値と標準

図 4 はハードリング動作における踏切脚股関節の屈曲

偏差で示したものである．踏切支持期（5-12％）におい

伸展角度および角速度，内外転角度および角速度を，分て，疾走速度の大きい選手ほど膝関節伸展角度が大き析対象者の平均値と標準偏差で示したものである．滞空

かった．また，滞空期（30-38％）において，疾走速度期において，疾走速度の大きい選手ほど屈曲角度が小さの大きい選手ほど膝関節伸展角速度が大きく，リード脚く（43-59％），その前後で疾走速度の大きい選手ほど屈支持期（91-98％）における膝関節屈曲角速度が大きかっ

T-on
10.0

T-off

L-on

L-off

速度 (m/s)

9.5
9.0
平均値
±標準偏差
p <.05 (疾走速度)

8.5
8.0
7.5
7.0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

規格化時間
図 3 ハードリング動作における身体重心水平速度の変化

48

陸上競技学会誌 第 12 巻第 1 号 2014

踏切脚股関節屈曲伸展角度

踏切脚股関節内外転角度

角度 (deg)

T-on
T-off
L-on L-off
T-on
T-off
160
80
屈曲
内転
140
60
120
40
100
20
80
0
60
-20
40
-40
20
-60
0
-80
-20
-100
伸展
外転
-40
-120
0 10 20 30
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

踏切脚股関節屈曲伸展角速度
1500

屈曲

平均値
±標準偏差
p <.05 (疾走速度)

40 50 60 70 80 90 100

内転

1000

500

500

0

0

-500

-500

角速度 (deg/s)

L-off

踏切脚股関節内外転角速度
1500

1000

-1000
-1500

L-on

-1000
伸展
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

-1500

外転
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

規格化時間

規格化時間

図 4 踏切脚股関節における屈曲伸展角度（左上図）および角速度（左下図），内外転角度（右上図）および角速度（右角度 (deg)下図）と疾走速度との関係
踏切脚膝関節角度

踏切脚足関節角度

T-on
T-off
L-on L-off
200
伸展
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

T-on
T-off
L-on L-off
200
底屈
180
160
140
120
100
80
60
平均値
±標準偏差
40
p <.05 (疾走速度)20
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

踏切脚膝関節角速度

角速度 (deg/s)

1500

伸展

1000

1000

500

500

0

0

-500

-500

-1000
-1500

底屈

-1000
屈曲
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

規格化時間

図5

踏切脚足関節角速度
1500

-1500

背屈
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

規格化時間

踏切脚における膝関節角度（左上図）および角速度（左下図），足関節角度（右上図）および角速度（右下図）と疾走速度との関係
49

リード脚股関節屈曲伸展角度

リード脚股関節内外転角度

角度 (deg)

T-on
T-off
L-on L-off
T-on
T-off
160
80
屈曲
内転
140
60
120
40
100
20
80
0
60
-20
40
-40
20
-60
0
-80
-20
-100
伸展
外転
-40
-120
0 10 20 30
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

リード脚股関節屈曲伸展角速度
1500

屈曲

平均値
±標準偏差
p <.05 (疾走速度)

40 50 60 70 80 90 100

内転

1000

500

500

0

0

-500

-500

角速度 (deg/s)

L-off

リード脚股関節内外転角速度
1500

1000

-1000
-1500

L-on

-1000
伸展
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

-1500

外転
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

規格化時間

規格化時間

図 6 リード脚股関節における屈曲伸展角度（左上図）および角速度（左下図），
内外転角度（右上図）および角速度（右下図）と疾走速度との関係

角度 (deg)

リード脚膝関節角度

リード脚足関節角度

T-on
T-off
L-on L-off
200
伸展
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

T-on
T-off
L-on L-off
200
底屈
180
160
140
120
100
80
平均値
60
±標準偏差
40
p <.05 (疾走速度)20
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

リード脚膝関節角速度

角速度 (deg/s)

1500

伸展

1000

1000

500

500

0

0

-500

-500

-1000
-1500

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

-1500

背屈
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

規格化時間

リード脚における膝関節角度（左上図）および角速度（左下図），足関節角度（右上図）および角速度（右下図）と疾走速度との関係

50

底屈

-1000
屈曲

規格化時間

図7

リード脚足関節角速度
1500

陸上競技学会誌 第 12 巻第 1 号 2014

た．リード脚の接地前後（82-85％）において，疾走速するために，身長が同程度で，疾走速度に差がある分析度の大きい選手ほど足関節背屈角速度が大きかった．

対象者 2 名を典型例として抽出し（典型例 A：レース記
録 13.47s，身長 1.83m；典型例 B：レース記録 14.28s，

4．考 察

身長 1.80m），疾走速度との有意な相関関係が多く認め

4.1 ハードリング動作に時間的条件および空間的条件られた股関節屈曲伸展および内外転角度，角速度についが及ぼす影響て図 8 に示した．その結果，波形やピーク値はほぼ同様

ハードリング動作における空間的条件，つまり踏切おの値を示したが，ピーク値が出現するタイミングに違い

よび着地距離，それらの和であるハードリング距離や，がみられた．例として，A の選手では屈曲角速度のピー

身体重心高の最大値，身体重心とハードルとの位置関係

ク値が 50％過ぎに出現しているが，B の選手では 40％

に関して，疾走速度との有意な相関関係は認められな付近で出現していた（図 8，左下図）．屈曲角速度のピー

かった（表 2）．また，疾走速度が大きい選手ほど滞空ク値が生じる局面で，疾走速度の大きい選手ほど屈曲角期後半に要した時間が短く，滞空期全体に要した時間も速度が小さい傾向（39-46％），大きい傾向（55-60％）

短かったことから（表 2），ハードリング動作に疾走速がみられていたことから（図 4，左下図），図 4 でみら度が与える影響は，主として時間的な影響のみと考えられていた有意な相関関係は，動作そのものが異なるわけ

れる．以上のことを考慮し，以降でハードリング動作にではなく，動作のタイミングが異なるために生じていたついて検討していく．

ものと考えられる．また，疾走速度が大きかった選手ほど，滞空期後半に要した時間が短く，滞空期前半では有4.2 ハードリング動作のキネマティクス的特徴
4.2.1 踏切脚支持期

意な相関関係が認められなかったことから（表 2），疾走速度の大きい選手は，滞空期後半局面が滞空期全体に踏切脚支持期では，動作と疾走速度に有意な相関関係

占める割合は小さかった．したがって，疾走速度の小さはほとんど認められなかった（図 4-7）
．ハードリングい選手は，最大屈曲位や最大外転位をより早いタイミン

では，疾走速度の大小に関わらず身体重心高を約 1.35m

グで迎えてしまい，屈曲伸展角度および角速度の図にみまで上昇させる必要があり（表 2），身体重心を上昇さられるように（図 8 左上図および左下図，60-80％），角せるための地面反力は踏切動作によって発揮されること

変位の停滞が起こっていたと考えられる．

から，踏切動作は主として直立時の重心高，つまりは身これらのことは，少なくとも今回の分析対象者のレベ長や脚長などの形態的特徴に影響を受けていると推察さルであれば，ハードル走のパフォーマンスに関わらず類れる．したがって，身長の影響も考慮して検討を行うべ似したハードリング動作を行っているが，疾走速度の小きであるが，本研究の目的を超えるため今後の課題とすさい選手は滞空期に長い時間を要するため，動作が早い

る．

段階で終了してしまい，股関節屈曲位および外転位を長踏切脚支持期において唯一疾走速度との有意な関係がい時間維持するような結果を示していたものと考えられ認められたキネマティクス的項目として，踏切の前半かる．逆に，競技パフォーマンスの高い選手がスムースなら中盤にかけて，疾走速度の大きい選手ほどリード脚のハードリングを行っているように見えるのは，屈曲動作

膝関節角度が大きかったことが挙げられる（図 7）．三から伸展動作への切り替えが短い時間で行われているこ浦ほか（1966）は，走高跳の踏切における振上脚膝関節とが要因であり，疾走速度の大きい選手ほど短い時間での伸展または屈曲動作の強調が地面反力に及ぼす影響に

ハードリング動作を行う必要があったために（表 2），

ついて報告し，振上脚膝関節を伸展した場合，踏切脚接必然的に生じていた動作であったと考えられる．

地直後の衝撃を和らげ，踏切時間を長くする効果があっ

一方，リード脚の動作に踏切脚と同様の傾向が認めらたと述べている．本研究においても，リード脚の膝関節れなかった要因としては，疾走速度の大小にかかわらず

角度を大きくすることによって同様の効果があり，そのリード脚の動作にばらつきが生じていたことが挙げられ結果として踏切支持期に要した時間に差がみられなかっる．具体的には，リード脚を振り上げて膝関節が最も伸た可能性があるが，詳細に関しては踏切支持期における展した局面（図 7，左上図 40％以降）において，伸張反地面反力を含むキネティクス的分析を行う必要があるだ

射によって膝関節が屈曲する選手と，ほとんど屈曲しな

ろう．

い選手が存在した．つまり，40-50％の付近において，リード脚膝関節角速度が屈曲に転じる選手と，そうでない選

4.2.2 滞空期手がいたということである（図 7，
左下図）．これらのリー滞空期において，リード脚の動作と疾走速度に有意なド脚の動作に関しては，各選手の動作特徴を踏まえて個相関関係はほとんど認められなかったが（図 6，7）
，踏

別に検討する必要があると考えられるが，本研究の結果

切脚の動作と疾走速度には，有意な相関関係が多数認めから，疾走速度の大小に影響するものではないといえる．

られた（図 4，5）
．これらの動作についてより深く検討51

角度 (deg)

踏切脚股関節屈曲伸展角度

踏切脚股関節内外転角度

T-on
T-off
L-on L-off
T-on
T-off
L-on L-off
160
80
屈曲
内転
140
60
A (13.47s)
120
40
B (14.28s)
100
20
80
0
60
-20
40
-40
20
-60
0
-80
-20
-100
伸展
外転
-40
-120
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

踏切脚股関節屈曲伸展角速度

角速度 (deg/s)

1500

踏切脚股関節内外転角速度
1500

屈曲

1000

1000

500

500

0

0

-500

-500

-1000
-1500

内転

-1000
伸展
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

-1500

外転
0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

規格化時間

規格化時間

図 8 踏切脚股関節における屈曲伸展角度（左上図）および角速度（左下図），内外転角度（右上図）および角速度（右下図）と疾走速度との関係

4.2.3 リード脚支持期

滞空期後半からリード脚支持期にかけて，疾走速度が

リード脚支持期では，疾走速度の大きい選手ほど支持大きい選手ほど踏切脚股関節が外転位にあったが（図 4，

時間が短かった（表 2）．伊藤・富樫（1997）は，疾走

右上図），リード脚の離地直前における内転角速度が大速度の大きい選手ほどリード脚の接地直前における脚全きかったために（図 4，右下図），離地時には有意な傾体の振り戻し速度が大きかったことを報告している．本向が認められなかった．これらのことは，疾走速度の大研究において，リード脚の接地前後におけるリード脚股きい選手ほど滞空期における動作のタイミングが遅かっ

関節伸展角速度が大きかったことは（図 6，左下図），

たことにより生じていた踏切脚における動作の差異は，

伊藤・富樫と同様の結果を示すものと考えられる．また，

ハードリング以降の動作には影響を及ぼしていなかった同様の局面において疾走速度の大きい選手ほどリード脚ことを示すと考えられる．つまり，疾走速度によって滞

足関節の背屈角速度が大きく（図 7，右下図），支持期

空期に生じる動作の差異は，短い滞空時間でハードリン

中間局面におけるリード脚膝関節屈曲角速度が大きかっ

グ動作を行うために生じるものであり，ハードリング動た（図 7，左下図）．伊藤・富樫（1997）は，リード脚

作はその後のインターバル走動作に，少なくともキネマ支持期前半におけるリード脚足関節伸筋群の仕事量と平ティクスとしては影響を及ぼしていなかったと考えられ

均パワーは，疾走速度の大きい選手ほど小さかったこと

る．

を報告している．また，柴山ほか（2011）は，リード脚
支持期前半におけるリード脚下腿の前傾角速度は，疾走

4.3 競技力向上への示唆

速度の大きい選手ほど大きかったことを示している．こ

本研究の結果から，疾走速度が大きい選手ほどハードれらのことは，疾走速度の大きい選手は，支持期前半にリング動作，特に踏切脚の動作が行われているタイミン

おいてリード脚足関節伸筋群の仕事量を小さくすることグが遅かったことが明らかとなった．これらのことは，によって，リード脚の下腿を素早く回転させ，結果とし本研究の分析対象者のレベルであれば，ハードリング動て足関節および膝関節の屈曲角速度が大きくなり，リー作の習熟をトレーニングの主眼として捉える必要性は低ド脚支持時間が短くなっていたものと考えられる．

52

陸上競技学会誌 第 12 巻第 1 号 2014

く，むしろインターバル走動作における加速能力の向上

礒繁雄・榎本靖士・中田和寿・羽田雄一・阿江通良（2002）

や，踏切動作における減速を抑えることをトレーニング

一流 110m ハードル選手のインターバル走に関するキの課題として取り入れることの重要性を示していると考

ネマティクス的研究．陸上競技研究，49: 11-17.

えられる．ただし，それらのトレーニングの結果として

伊藤 章・富樫 勝（1997）ハードル走のバイオメカニ

踏切離地までに大きい疾走速度を獲得できた場合には，

クス的研究：スプリント走との比較．体育学研究，

短い時間におけるハードリング動作を習得するためのト
レーニングが必要となるだろう．

5．まとめ
本研究の目的は，国内外 110mH 走選手のハードリン
グ動作について，疾走速度と関係のある 3 次元キネマ
ティクス的特徴を明らかにすることであった．得られた

42(4): 246-260.
串間敦郎・小木曽一之（1995）ハードル走の踏切動作における速度逓減の要因．都城工業高等専門学校研究報
告，29: 1-6.
McDonald, C. (2002) Hurdling Is Not Sprinting. Track
Coach, 161: 5137-5143.
McDonald, C. and Dapena, J. (1991) Angular momentum in

結果をまとめると，以下のようになる．

the men’s 110-m and women’s 100-m hurdles races.

①疾走速度の大きい選手ほど，ハードリング動作の滞空

Medicine & Science in Sports & Exercise, 23(12): 1392-

期，特に身体重心がハードルを通過してからリード脚
接地までの後半局面に要した時間が短かった．
②疾走速度の大きい選手ほど，ハードリング動作における踏切脚動作のタイミングが遅かったが，動作自体に1402.
三浦望慶・金原勇・渋川侃二（1966）跳躍力を大きくする基礎的技術の研究（その 3）：助走を利用して高くとぶ場合．体育学研究，10(2): 204.

は一定の傾向はみられなかった．

森田正利・伊藤章・沼澤秀雄・小木曽一之・安井年文以上の結果から，本研究の分析対象者のレベルであれ（1994）スプリントハードル（110mH・100mH）およば，ハードリング動作の習熟をトレーニングの主眼としび男女 400mH のレース分析．佐々木秀幸ほか監修て捉える必要性は低く，インターバル走動作における加日本陸上競技連盟強化本部バイオメカニクス研究班編

速能力の向上や，踏切動作における減速を抑えることを

世界一流陸上競技者の技術．ベースボールマガジン社

トレーニングの課題として取り入れるべきであることが：東京，pp.66-87.

示唆された．

大橋祐二・横澤俊治・門野洋介・藤井範久・阿江通良（2006）
男子一流 110m ハードル選手の踏切および踏切準備動

文献

作に関するバイオメカニクス的分析．陸上競技研究紀Abdel-Aziz, Y.I. and Karara, H.M. (1971) Direct linear

要，2: 95-99.

transformation from comparator coordinates into object

柴山一仁・藤井範久・阿江通良（2011）一流 110m ハー

space coordinates in close-range photogrammetry.

ドル走選手の 1 サイクル動作に関するキネマティクス

Proceedings of the Symposium on Close-R ange

的研究 : 疾走速度および脚長と動作の関連から．体育

Photogrammetry, American Society of Photogrammetry:

学研究，56(1): 75-88.

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阿江通良（1996）日本人幼少年およびアスリートの身体部 分 慣 性 特 性．Japanese Journal of Sports Science, 15(3): 155-162.
藤井範久・宮下憲・阿江通良（1997）ハードル走における下肢 3 次元関節トルクおよび関節トルクパワー．バ

谷川

聡・宮下

憲・高松潤二・安井年文・金子公宏（2002）

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イオメカニクス研究，1(1): 41-50.

53