［キーノートレクチャー］

走運動のバイオメカニクス
小木曽 一之（皇學館大学）「右足を出して，左足を出すと…歩ける♪当たり前体（中枢パターンジェネレータ：CPG）も大きく関与する操」一時期，テレビでよく耳にしたフレーズである．歩（Grillner, 1981）．人間においても，運動系神経回路の一行や走といった運動は，そのほとんどが自動化され，意部として，大脳皮質運動野，小脳，脳幹などといった上識されないまま行われるため，このフレーズのように非位中枢からの大きな修正を受ける CPG のような四足動

常に単純な動作と思われがちである．しかし，円滑な移物のように独立していない神経機構が存在することが示

動運動を行うためには，それぞれの肢の中で，各関節周唆されている．

りの主働筋，協同筋，拮抗筋が絶妙にコーディネートさ

走運動は，基本的にその姿勢や体肢の交互パターン等

れた多関節運動が，さらに体幹を基盤として，その四肢が歩行運動と同様になる．しかし，右（左）足接地から間での適切なコーディネートが要求される．本稿では，

次の右（左）足接地までの 1 周期中に両脚支持期が無くそのような移動運動の中で最も速い速度を有する走運動なり，両脚とも空中にある局面が現れることがその大きを取り上げ，その最も基本的なメカニズムについて簡潔な特徴である．この違いは，歩行運動からより大きな移に述べていきたい．

動速度を有する走運動への移行が，片脚での支持局面を維持できなくなることで生じることを示している．支持

1．歩行運動と走運動

期中における歩行運動を逆振り子モデルとし（Alexander,

1）歩行運動から走運動への移行

1984），脚が伸ばされたまま，身体重心が弧を描くよう歩行動作は，二足直立姿勢を保ちながら，四肢や体幹に移動していくと考えると（身体質量：m，身体重心速の屈伸運動，左右肢の交互運動などを一定のパターンで

度：v，身体重心高：L，図 1 左），身体重心はそこに働協調させ，それを一定のリズムで繰り返す移動運動であく向心力と重力の 2 つの力で基本的には支配される．しる．四足動物の歩行運動では，そのような制御に，脳幹たがって，足を地面に接地させ，身体を支持している状だけではなく，脊髄に存在する独立した神経回路の中枢態を維持するには，

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図1

76

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支持期中における身体重心の移動に関するモデル．左：歩行運動の逆振り子モデル．歩行中、膝関節はほぼ伸展位のままであるため、真っ直ぐであると仮定． Alexander（1984）を改変．右：走運動のスプリング−質量モデル．膝関節の屈曲
は身体重心の垂直方向の変位で示され、脚スプリングが圧迫されると仮定． Ferris et al.（1990）を改変．

陸上競技学会誌 第 13 巻第 1 号 2015

向心力 ＝

mv2 / Lギーの変換効率は，その走速度に関係なく 4％以下の低が重力（g）が身体重心を下方に引っ張る力と
mv2 / L ≦ mg

い値を示し，力学的エネルギー全体の増減は走速度の増加に伴って非常に大きなものとなる．走運動におけるこの関係を維持しなくてはならない．これら 2 つの要素ののようなエネルギー変動は，一見，生理学的エネルギー比はを力学的エネルギーに変換する上で不利なように思われフルード数 ＝

2

mv / L × 1 / mg ＝2

v / gL

るが，実際にはスプリングのように弾性エネルギーの貯と呼ばれ，簡潔に言えば，位置エネルギーに対する運動

蔵と放出が行われ，そのフルード数が大きくなることで，エネルギーの比ということになる．この式は，フルード

身体が地面から開放されより大きな移動速度が可能とな数が 1 に近づけば近づくほど，支持期を維持することがる．実際，同じ移動速度であれば，ランニングよりも速難しくなり，1 を超えれば歩行運動が成立しなくなるこ

歩の方がその酸素摂取量は大きく，生理学的エネルギーとを意味する．なお，重力（g）が小さくなれば，そのの力学的エネルギーへの変換効率は悪くなる．できる限最大歩行速度も小さくなるため，低重力環境下で地球上り速い速度で歩こうとしても，どうしても走り出したくと同じ歩行速度を維持することは困難であることがわかなってしまうのはこのためである．

る（Kram et al., 1997）．人間を含む多くの二足歩行動物
が歩行運動から走運動へと移行するフルード数は通常

2．走運動の動作

0.5 以下である（Gatesy and Biewener, 1991）．個々で歩走運動は，その脚の動きから，足が地面に接地してい行から走運動への移動速度が異なるのは，主に身体重心

る局面を支持期（接地期あるいは立脚期等とも呼ぶ），の高さ（L）もしくは脚の長さの違いによる．小さなス

足が地面から離れている局面を非支持期（回復期あるいズメやカラスなどがピョンピョンとホッピングするのは遊脚期等とも呼ぶ）
として一般的に分けられる．また，は，脚が短く，歩行スピードが上がらない欠点を，フルー支持期の中でも，足が地面に接地してから身体重心が最ド数を 1 以上にすることで跳躍し，その解決を図るためも低下する，あるいは身体重心が足部上を通過するまでであろう．

の局面を接地期前半，その後，足が離地するまでの局面
を支持期後半と分けることが多い．しかしながら，各局

2）力学的エネルギーから見た歩行運動と走運動面に分けるからといって，ある 1 つの局面だけを取り上歩行運動や走運動では，身体重心を主に前後および上げて議論することは得策ではない．なぜならば，各局面下方向に移動させるための仕事が行われる．この身体重は，走動作を理解するため，簡易的に分けられているだ

心を移動させる仕事は一般的には外的仕事と呼ばれ，そけであり，実際の動作は，前の局面から次の局面へと時の移動を実施するために四肢等を動かす仕事は内的仕事

間的に連続した中で生じているからである．ただし，本と呼ばれる．これらの仕事により，身体の有する運動エ

稿においては，便宜的に走動作を各局面で分け，それぞネルギーや位置エネルギーは，運動の局面毎に変化する．

れの局面での基本的な動作について述べていく．また，歩行運動と走運動は，最も単純なものとして，それぞ

走動作は三次元的な動きではあるが，その大きさは矢状

れ逆振り子モデル（Alexander, 1984）そしてスプリング

面でより大きいため，矢状面中心にかつ脚の動きを中心−質量モデル（Ferris et al., 1990, 図 1 右）として捉えるに述べていく．

ことができる．実際，スプリング−質量モデルでは，ス
プリングの硬度と運動周期を変化させることで，実際の1）非支持期後半

歩行運動や走運動と類似した運動を観察することができ

非支持期後半は，前方へと運ばれてきた脚が地面へ向る（Seyfarth et al., 2002）．歩行運動では，支持期中盤でけて振り下ろされていく局面である．全力疾走では，秒

その位置エネルギーが最大，運動エネルギーが最小とな

速 10m，時速では 36km を超えるような速度で身体が移り（Cavagna and Franzetti, 1986），離地に向けて前下方動する．そのため，もしそのままの速度で足部が地面にへと身体が落下することで，離地時に位置エネルギーが接地する場合，脚には大きな衝撃が加わることになる．

最 小， 運 動 エ ネ ル ギ ー が 最 大 と な る（Cavagna et al.,

よって，接地に向けた準備を行う非支持期後半では，脚2000）．歩行運動では，このような両エネルギーが相反のエネルギーを減少させることが最も重要な作業となりする形での増減が繰り返され，力学的エネルギー全体の（Chapman and Caldwell, 1983a），その必要な減少量は走変化が小さく抑えられる．そして，その時の両エネルギー

速度が大きければ大きいほど大きくなる．このことは，の変換効率は，歩行速度約 4km/h で約 65％と非常に大

この局面で大腿を意識的に高く上げる，すなわち脚のエ

きい（Cavagna et al., 1976）．一方，走運動ではそのよう

ネルギー量を増やそうとすることは，走速度が増加すれな特徴は見られない．走運動では，接地後，位置エネル

ばするほど望ましくないことを示している．非支持期後

ギーと運動エネルギーはともに減少し，その後，離地に半では，身体重心速度を超える速度で前方へと運ばれて向けてともに増加するといった増減を示す．両エネル

きた足が，接地時にその地面に対する水平速度がほぼゼ

77

ロあるいはそれに近い速度にまで減速される（Fenn,

ルギーの流れの中でも，関節力パワーに伴う力学的エネ

1930; 渡辺ら，1996）．このような減速は，主に腰関節周

ルギーの流れは大きく，それは走速度の増加とともに増りの伸展モーメントによる正の（コンセントリックな）

加する．このことは，関節周りの筋群は関節間の反作用

パワー（Simonsen et al., 1985）と膝関節周りの屈曲モーによる動きをコントロールするものの，走速度の増加にメントによる負の（エキセントリックな）パワー（阿江ともない，その動きをコントロールできなくなってくる

ら，1986; Lemaire et al., 1989）によってなされ，それはことを示している．大腿と下腿・足から成る 2 つのセグ

この局面で主にエキセントリックな筋収縮を行う（腰伸

メントによるシミュレーションでも関節間に働く力の影

展と膝屈曲に関与する）ハムストリングスの活動に大き響の大きさは示されており，Phillips et al.（1983）は，

く影響される．したがって，走速度を制限する 1 つの要

非支持期後半に見られる膝の伸展が大腿の前方への回転

因は，ハムストリングスを中心とした腰関節伸筋群と膝速度の減少によって膝関節伸筋群の関与なしに生じるこ関節屈筋群によって，接地に必要な脚のエネルギーを減と，そして膝屈筋群の働きが無ければ大腿と下腿との反少させることができなくなることにある（Chapman and

作用で膝関節が過伸展してしまうことを見い出している

Caldwell, 1983b; Simonsen et al., 1985）．

（図 2）．このようなエネルギーの流れは上肢においても人体をリンクセグメントモデルとして考えた場合，こ見られ（小木曽ら，1991），身体前方にある腕と脚をタのような力学的エネルギーの増減は，関節を通じた各セ

イミングよく素早く体幹方向へ引き戻してくることが，グメント間のエネルギーの受け渡しという形で見ること

身体後方にある腕と脚への骨盤を介したエネルギーの流ができる．非支持期後半にある脚，
特に足と下腿からは，れを生み出し，それらを前方へと素早く引き戻すことに筋モーメントと関節力（関節間で働く反作用の力）によっ

つながることを示している．長距離走などにおいては，てエネルギーが流出し，骨盤を介して，離地後の非支持

このような力学的エネルギーの伝達が同様な走速度を小期前半にある脚へとエネルギーが転送される（Chapman

さな力学的仕事量で生み出すことにつながる，すなわちand Caldwell, 1983a; Ae et al., 1988）．脚から流出するエエネルギー効率の向上につながることが示されている

ネルギーの多くが足と下腿から生じるのは，腰関節周り（榎本，2006）の筋群が脚全体の動きを統制するため，そのエネルギーを減らしてしまうと都合が悪いためである．力学的エネ

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図278

非支持期後半における大腿−下腿・足モデルの動き．腰関節周りのモーメントは実測値とし、膝関節周りのモーメントは０と仮定．シミュレートのリリースポイントは 1）大腿が前方へ回転し始める点、2）大腿が前方へ回転している（最大ではない）点、3）大腿の後方への最大化速度が得られた点、の 3 点．近位にある大腿の動きだけで、セグメント間の反作用
により膝関節の動きが生じることがわかる．Phillips et al. (1983) を改変．

陸上競技学会誌 第 13 巻第 1 号 2015

2）支持期前半

い競技者で素早く大きい下腿の前方への回転を生み出す

走運動は，歩行運動に比べ，その 1 周期に要する時間，（宮下ら，1986; 小木曽ら，1998）．しかし，下腿の回転

特に支持期の時間が短縮し（全力疾走時には支持期前半

だけでは腰砕けとなり，身体重心は前下方へと沈み込んで約 30ms，後半で約 70ms，全体で約 100ms），下肢各関でいってしまう（図 4）．水平速度のロスを最小限に抑節の動きが大きくなるとともに，そのパターンも支持期えるよう，身体重心を効率よく前方へと進めるためには，中心に変化する（Vaughan, 1984; Nilsson and Thorstensson,

下腿の回転と同時に腰関節を伸展させる腰関節での伸展

1987）．筋活動も，歩行運動で見られる支持期中盤でのトルクが必要となる（Mann and Sprague, 1980）．同時に，

膝伸筋群などの活動や非支持期後半での大腿二頭筋や半これらの仕事を行うには，身体全体をしっかり支えるた腱様筋などの活動がより早い局面でより活発に見られるめのエキセントリックあるいはアイソメトリックな筋収ようになり（Cappellini et.al., 2006），支持期前半で見ら縮による足関節伸展トルクが必要であり，実際，足部にれる腰関節の伸展や膝関節の屈曲は，支持期前には既に働く力の大きさと走速度との間には密接な関係が見られ開始され始める．運動単位の興奮度（H 反射の振幅）も，る（小木曽ら，1998）．さらに，接地の衝撃を受け止め走速度の増加とともにその接地前から接地時にかけて大る膝関節伸展トルクと地面反力による膝関節を屈曲させきくなり（Simonsen and Dyhre-Poulsen, 1999），これら

ようとする力が釣り合い，結果として膝関節角度が固定のことは，走運動にとって接地がいかに重要な問題であされるような場合，腰関節周りの伸展トルクが脚全体をるかを示している．実際，この局面におけるキネマティッ

効率よく伸展させることができ，支持期中により大きな

クやキネティックなデータは，非常に複雑で不安定な変身体重心の移動が得られる（伊藤ら，1994）．このよう化を見せる．

な腰関節や膝関節周りの伸展トルクは，大殿筋や膝伸筋

走運動における支持期前半での最も大きな課題は，接群ばかりではなく，二関節筋であるハムストリングスの地時に生じる後ろ斜め上方に作用する地面反力（ブレー

活 動 に よ っ て も 生 み 出 さ れ る（Wiemann, 1989; Ingenキ）を身体重心を前方向に進めるためにどのように利用

Schenau, 1989）．一般的に，ハムストリングスは腰の伸するかということである．接地時に足は身体重心より前展と膝の屈曲に関与する．しかし，足が地面に接し，膝方に着地し（Fenn, 1930），そこには足部のブレーキと関節角度が約 150 度以上の時には，その力の作用線の関して後ろ斜め上方への力が作用する．このブレーキは，係から，ハムストリングスの活動は腰関節の伸展ととも

身体全体を前方向へ回転させるとともに，疾走能力の高に膝関節の伸展にも作用する．加えて，膝伸筋群と収縮

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図 3 全力疾走走中の非支持脚における力学的エネルギーの流れ ．阿江（2001）を改変．

図4

走運動の支持期における腰関節伸展と下腿の回転（模式図）．左：下腿は回転するが腰関節の伸展が無い場合．中：下腿の回転が遅く腰関節の伸展がある場合．右：下腿の回転と腰関節の伸展がある場合．腰関節伸展と下腿の回転が同時に行われない場合，前方への移動が難しくなる．

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速度が同じであるとすれば，ハムストリングスの活動は，の発揮は低下する．しかし，走運動等の SSC 運動時には，

膝伸筋群が活動した場合より，より大きな移動距離を生

接地後の筋の伸張局面で円を描くように力が増加し，筋み出す（図 6）．それゆえ，移動運動に対するハムストの短縮局面で円を描くように力が低下する（Gregor et

リングスの活動の貢献度は非常に大きなものといえる．

al., 1988; Finni et al., 2000）．便宜的にこれら 2 つの力−

これらのことは，支持期前半，身体各部を適切に使う

速 度 関 係 を 重 ね て み る と（ 図 5）
，SSC 運 動 時 に は，ことができれば，接地時に作用する後ろ斜め上方の力（ブMTC の短縮局面で摘出筋より大きな力発揮がなされる

レーキ）は，その身体重心を前方に効率よく進める重要

ことがわかる（Potentiation）．このことは，実際の SSCな一要素となることを示している．仮に，足を身体重心

運動時には，この局面，走運動でいえば支持期後半で身の真下に着地させ，このような力が働かないようにした

体を移動させるより大きな力発揮がなされることを示しとすれば，大きな体幹のエネルギーや接地時間の短さ，ている．

そしてコンセントリックな局面のみでの非常に高速な脚支持期後半，腰関節では回復期前半に下肢を素早く前の伸展動作により，我々は前のめりに転倒してしまうこ方へと送る準備を行うため，大腿の前方への回転を減少とになるだろう．ただし，このような支持期前半の動き

させる屈曲トルクが発揮され始める．この腰関節で発揮

は，走運動中に身体に働く力，具体的には風等の影響にされた力は，大腿直筋を通じて膝関節の伸展に働き，そより大きく異なる．走運動中における地面反力は，身体後方に水平な力が働いた場合（向い風のような場合），
接地直後の垂直方向の衝撃力や水平方向のブレーキ力が

ຊ (N)小さくなり，逆に身体前方に水平な力が働いた場合（追い風のような場合），接地直後の垂直方向の衝撃力や水᦬ฟ➽

平 方 向 の ブ レ ー キ 力 は 大 き く な る（Chang and Kram,
1999）．このことは，追い風の場合，接地時に作用する
ブレーキ力を効果的に利用することが重要になる一方

PotenƟaƟon

で，向い風の場合には，支持期後半で見られるような推進力を得るコンセントリックな動作がより重要になる可能性を示している．向い風のレースで，前半 30m が速い特徴を持った競技者がそのまま勝ってしまったといっᐇ㝿䛾SSC᥋ᆅ

たような事例は，このような環境条件に適した動作が異㞳ᆅఙᙇ

なってくるために起きた結果であるだろう．

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཰⦰㏿ᗘ(m/s)

3）支持期後半
歩行運動では，支持期中，足関節伸筋群がほぼ等尺性

図5状態で収縮し，アキレス腱がその足関節の背屈，底屈に伴って伸張と短縮を繰り返す（Fukunaga et al., 2001）．

摘出筋と実際の SSC 運動時に得られた力−速度関係の模式図．短縮時に摘出筋による力より SSC 運動時の力の割合が大きくなる．これは Potentiation と呼ばれ，SSC の大きな利点といえる．

これは，筋がより大きな力を発揮しながら，アキレス腱
では支持期前半で蓄えた弾性エネルギーがその後半で放出されるため，運動効率の向上に貢献する．走運動でも

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同様な傾向は見られ，支持期前半で蓄えられた弾性エネ
ルギーが支持期後半でその推進力として放出される．筋๓᪉ᅇ㌿䛾ῶᑡ

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⭌⭡➽腱複合体（MTC）全体として伸張と短縮が連続して見られるこのような動態は，伸張−短縮サイクル（SSC）⭸ఙᒎと名づけられ，素早い動きを効率よく行うことを可能と期前半のブレーキ局面で生じることから，支持期前半でからも走運動を効率よく行うための必要悪ということができる．
摘出筋（筋腱複合体）における力−速度関係では，筋が伸張される場合，その伸張速度に関係なく大きな力が発揮され，短縮する場合，その短縮速度に反比例して力80

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する（Komi, 1984）．走運動の場合，MTC の伸張は支持
働く後ろ斜め上方への地面反力（ブレーキ）は，この点

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図6

二関節筋の作用による Muscle-tendon action．二関節筋を通じてエネルギーが転送され、異なる関節に影響が及ぼされる．左：ハムストリングス長が一定である場合，膝伸展はハムストリングスを引っ張ることで腰関節を伸展させる（便宜上，腰関節の位置を固定）．
右：支持期後半，大腿の前方回転を減少させる股関節の屈曲トルクは，大腿直筋を介して膝関節に影響し，それは腓腹筋を引っ張ることで足底屈を生じさせる．

陸上競技学会誌 第 13 巻第 1 号 2015．
れはまた腓腹筋を通じて足関節を底屈させる（図 6）

理的な場合もありうるだろう．

リンクセグメントモデルにおいても，大腿の前方への回転が減少することで，走速度に密接に関係する下腿の後動きの速い走運動では，どの局面においても，ある動方への回転が低下し，足部の前方への回転が増加するこ作の終盤には次に起きる動作の準備（先取り）が行われとが報告されている（小木曽ら，1998）．このような二る．非支持期後半では，大腿がまだ上方向へと回転して関節筋による力の転送は Muscle-Tendon Action（Jacobs

いる段階で，腰関節伸展トルクが作用し始め，支持期後

and Ingen Schenau, 1992）と呼ばれ，動作の効率に貢献

半では，大腿がまだ後方へと回転している段階で，腰関する．実際，この局面での下腿三頭筋などの活動は既に

節屈曲トルクが作用し始める．これは続く局面への素早小さく（鈴木ら，1984），足底屈トルク等も急速に減少

い切りかえにおいて非常に有効な手段となる．このようしていく（Mann, 1981）．歩行運動においても，歩行速な先取り動作は，水平面上の骨盤の動きにおいても見る度の増加とともに足底屈筋群の支持期後半における活動

ことができる．走動作では，支持期前半，支持脚が後方は減少し，移動速度の増加に必要な推進力を生み出せなへと移動するのに伴い，骨盤も同側が後方へと移動するい状況に陥る . 支持期後半，膝関節の伸展は身体重心のように回転するものの，支持期後半では，支持脚はまだ移動に貢献しないことが報告されているが（伊藤ら，後方へと移動しているにも関わらず，骨盤は同側が前方

1994），このような Muscle-Tendon Action の働きは，結へと移動し始める（松尾，2006）．骨盤に見られるこの果として膝の過度な伸展を防ぐことにもつながっていような動きは，1）質量や慣性モーメントの大きな腰部く．したがって，離地時まで地面を蹴り続け，身体重心を大きく回転させ，その後それを引き戻すことに要するを進めようとする動作は，逆にその後の下肢の動きを停

大きなエネルギーやそこで生じるエネルギーロスを減少

滞させ，身体重心の移動を停滞させる可能性を持つ．たできる，2）骨盤を介した左右の脚へのエネルギー転送

だし，子どもにおいては，成人の疾走動作とは異なる特を効果的に行うことができる，3）腰関節周りの筋群に徴が見られる（宮丸ら，2001）ことから，このような機SSC のような動態を導き，その後の脚の前方への引き序が当てはまるとは限らず，子ども達の発育発達に応じ出しを素早くすることができる，といった利点を持つ．

た動作を考えることが必要である．

以前は「なんば走り」，現在は「二軸歩行」といった腰部を捻らない移動動作が注目されているが，このような

4）回復期前半

移動形態も移動効率を高める上での同様な考え方といえ回復期前半にある脚は，離地後，非支持期後半にある

る．なお，このような骨盤の動きに対し，支持脚と同側

脚からの骨盤を介したエネルギーの流入や大きな腰関節の肩の動きは支持期前半から支持脚の動きとは逆に前方屈曲トルクにより素早く前方へと運ばれる．そのため，へと回転しており，この上体の動きもまた腰部の動きを腰関節に対する脚全体の慣性モーメントを減少させるよ

先導し，より効果的な骨盤の動きを引き出している可能う，この局面では膝関節の大きな屈曲が見られる．しか性がある．走運動中における上肢の動きは，体幹の捻れし，この局面では膝関節周りの屈曲トルクが作用しておや前方への回転を抑えるとともに，動作に応じた効果的

らず，実際には大腿直筋等の働きによる小さな伸展トル

な地面反力の増減を生み出す．上肢の動き等については

クが働いている（阿江ら，1986）．このことは，膝関節他稿に譲るが，走運動では，脚の動き，腕の動きといっの屈曲が，大腿を前方へと運ぶ動作によって生じた関節た部分部分の動きだけではなく，身体全体の動きがコー

力により引き起こされていることを示す（図 2）．した

ディネートされてこそ，効果的な動きができ，その走速がって，脚全体の慣性モーメントを減少させるため，能度を向上させることができるといえる．

動的に膝関節を屈曲させることは得策ではない．走運動のような循環運動の大きな特徴は，四肢の動きを円滑に

3．走動作の最終的な結果である走速度の変化するため，主働筋・協同筋と拮抗筋が相反的に活動する

走速度は，これまでに示したような走動作の最終的な局面が多いことである．もし，足が地面に接していない結果である．それは，陸上競技であれ，球技であれ，実この局面で膝関節の屈曲を能動的に行えば，ハムストリ施している運動のパフォーマンスに大きな影響を及ぼ

ングスの活動に対し，脚全体を前方へと運ぶ大腿直筋やす．しかし，陸上競技のように，各々の種目特性が大き

腰関節屈筋群の活動は抑制されてしまう恐れがある．そく異なる運動では，それぞれの種目で求められる走速度

れは，「曲げてから運ぶ」といった 2 アクションの動作が異なってくる．短距離走ではできる限り大きな走速度を生みだし，素早い脚の前方への引き出しを阻害してしが単純明快に求められ，跳躍競技では踏切時にその移動

まう．ただし，このような動作は，個々の体型に大きく方向を効率よく変換できる範囲中での，投擲運動ではリ依存すると考えられ，全ての人に該当するものではない．

リース時にできる限り大きなエネルギーを投擲物に伝え

下腿が非常に長く，腰関節周りの筋群が弱い人にとってることのできる範囲内での，できる限り大きな走速度（助は，この「曲げてから運ぶ」動作の方が負担が軽く，合走速度）が求められる．一方，800m のような中距離走

81

においては，最大酸素摂取量が得られる走速度よりどれ⑌㉮䝇䝢䞊䝗 (m/s)

だけ大きな速度で走りきることができるかが求められ，マラソンのような長距離走では，最大酸素摂取量が得られる走速度にどれだけ近い速度で走る続けることができるかが求められる．
中でも，短距離走のパフォーマンスは走速度そのものと言え，特に，疾走中の最大疾走速度はそのパフォーマ
ンスに最も大きな影響を持つ（小木曽ら，1997）．実力が拮抗した競技者間では，その疾走後半で勝敗が決することはあるものの（森丘ら，2000），100m 走から 400mH
そして 800m 走に至るまで，全体としてみれば，パフォー
マンスの高い者ほどその最高速度は大きい（森田ら，䝇䝖䝷䜲䝗 (m)䝢䝑䝏 (Hz)

1994; Yasui et al., 1996; 榎 本 ら，2005; 門 野 ら，2008）．
したがって，走運動の最重要課題は，その最大疾走速度を向上させることになる．このような最大疾走速度は，
スタートから全力を発揮した場合，
年齢や性別，
パフォー
マンスレベル等に関係なく，スタート後，約 7 〜 8 秒で䝢䝑䝏

現れる．また，最大疾走速度の約 90％の大きさとなる
スタートからの平均疾走速度は，スタート後，約 15 秒

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で最大となる（小木曽ら，1997）．このように走速度が時間に大きく依存していることは，走運動のパフォーマ
ンスが身体運動におけるエネルギー供給系に強く依存し㊥㞳 (m)ていることを意味する．また，これらのことは，最大疾走速度が大きい者ほどその最大疾走速度が出現する距離は大きくなることを示し，それは，速度の減速区間が短くなることでレース等では有利に働くとともに，疾走時

図 7 100m レース中における疾走速度，ストライド長，ピッチの変化．1991 年世界陸上競技選手権大会男子 100m
決 勝 時 の C.Lewis 選 手（9”86） の デ ー タ（ 阿 江 ら ,1994）

間が 15 秒を超える種目では，その平均速度を低下させない戦術が必要となることを示している．
走速度は，疾走中における歩幅（ストライド長）と平加を生み出す．大きな走速度は，このようなストライド

均歩数（ピッチ）の積で表される．ストライド長とピッ

長とピッチの適切な相互作用の中で生み出されることにチの走速度への影響は，一定の走速度を維持した条件でなる．

は，最大速度の 80％ほどまでストライド長の影響が大きく，それ以上になるとピッチの影響が増加し，最大疾4．終わりに走速度付近ではストライド長はやや減少傾向になる

走運動や歩行運動のような移動運動は，過去数十年に（Luhtanen and Komi, 1978; 松尾ら，1981）．実際の 100m

わたり，精力的にその動作の解明が行われてきた．本稿

レースにおいても，ストライド長とピッチの関係は一定

ではその一部，最も基礎的な部分を記したにすぎない．

ではなく，スタート後，ピッチが最初に増加し，その後加えて，あくまでも動作の平均的な傾向を記しただけで，ピッチが減少するとストライド長が増加するといった増

ここで述べたことが全ての人に 100％当てはまるとは限減を繰り返す（阿江ら，1994，図 2）．ただし，力んで走っらない．我々は形態や体力，身体機能に至るまで，個々てしまったような場合，ストライド長とピッチの交互作でその特徴が大きく異なる．それゆえ，実際の運動場面

用は現れず，スタート後，同様に増加し，同様に低下しでは，データとして示された動きに個々の動きを当てはていくパターンを示す．このようなストライド長とピッめるのではなく，個々の持つ独特な動きの中に望ましい

チの交互作用は，腰関節周りの筋群による脚の動きの統と考えられる平均的なデータを溶け込ませていかなくて制とそれにより生じる関節力の作用にも影響を受ける．

はならない．また，動きは能動的に作られるだけではな

スタート後，ピッチと走速度の増加は，関節力を増大さ

く，外部からの作用によっても大きな修正を受ける．例

せ，関節を大きく伸展・屈曲させてストライド長を大きえば，コーナー走で見られる身体の内傾は，能動的に行くする．大きくなったストライド長は，腰関節を中心とわれるものではなく，外部から受ける力と外部に発揮すした回転半径を増加させ，ピッチを減少させる．このピッる力との釣り合いの中で生み出される．これは雪からのチの減少は，ストライド長を再び減少させ，ピッチの増反力を利用するスキーやスノーボード等で，写真を真似

82

陸上競技学会誌 第 13 巻第 1 号 2015て動いてみても，上手くいかないことからもわかる．しFerris, D.P., Liang, K., Farley, C.T. (1999) Runners adjust

たがって，今後は，運動感覚や神経的な適応等といった

leg stiffness for their first step on a new running surface.

内的な側面と実際の動作との関わりや外的要素に対する

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身体の適応等を通して，走運動を考えていくことが重要

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