陸上競技学会誌

第 17 巻第 1 号 2019

［原著論文］

走高跳の曲線助走における踏切準備動作の検討

戸邉直人 1），苅山靖 2），林陵平 3），木越清信 4），尾縣貢 4）

The investigation of preparatory motion for take-off during curved run up in the Fosbury flop

Naoto TOBE1), Yasushi KARIYAMA2), Ryohei HAYASHI3), Kiyonobu KIGOSHI4), Mitsugi OGATA4)

Abstract

The run up used to perform the Fosbury flop high jump technique includes a curved section. The curved approach is better
than a straight approach as there is less decrease in running velocity during the preparation for take-off. In general, the curved
section of the run up begins four steps prior to take-off. The
motions performed in this phase may be necessary to achieve agood take-off. However, the details of the motions performed
during the four steps prior to take-off are unknown. The aim of
this study was to investigate the curved part of the high jump
run up. Seven male high jumpers performed a high jump. The
motions between the four steps prior to take-off were filmed using an infrared camera (Vicon motion System, 250 Hz). The results of analyses were as follows:
1) The motion of the descending center of gravity of the wholebody (C.G.), height, and horizontal C.G. velocity was attained
during the four steps prior to takeoff; thus, the motion of theseelements was maintained after this phase to take-off.
2) High jumpers lower their C.G., making the body lean inwards by placing the foot at the external side of the curve between the last three steps and the final step of the run up, prior
to take-off. High jumpers lower their C.G. to make the body leanbackwards by placing one foot in front of the body at the point oftake-off.
These results suggest that the curving run up is an effective
preparation for take-off.

キーワード：背面跳，身体重心高，身体内傾，身体後傾，膝関節屈曲（Tellez, 1993）．また，背面跳の踏切動作では，主に身体の起こし回転運動，身体の屈曲伸展運動によって跳躍高を獲得しており（阿江ほか，1983），これらの要素を活用するために，踏切接地時には，低い身体重心高，十分な助走速度，身体の後傾動作が必要であると考えられる（阿江，1996a）．したがって，踏切動作に向かう助走局
面では，助走速度の低下を抑えつつ身体重心高を低下させること，並びに踏切に向けて身体の後傾角を獲得することが主要な技術課題の 1 つであると言える．身体重心高を低下させる方法には大きく，身体の傾き（内傾と後傾），膝関節に代表される下肢関節の屈曲が挙げられる
が，後傾動作や膝関節の屈曲は助走速度の低下に影響する（関岡・栗原，1978）．これに対して曲線助走を用いることの利点を考えると，曲線助走によって，身体の後傾や膝関節の屈曲を抑えながら身体の内傾を生じさせることができるために，助走速度の減少を抑制しつつ，身体 重 心 高 を 低 下 で き る こ と が 挙 げ ら れ る（Ae et al.,
1986; 関岡・栗原，1978）．Tidow（1993）は曲線助走において身体内傾角度 30 度の場合に 13％，35 度の場合で18％，実際の距離にして 12-18cm 身体重心高の低下が可能となることを報告している．これらのことから，走1．緒 言

高跳では，より高く跳ぶという目的の達成に向けて，直線助走よりも曲線助走を用いることが有効であるとされ今日の走高跳では，ほぼ全ての競技者が背面跳を用いている（Dapena, 1995）．他方で，助走速度の減速に繋ている（Dapena, 1995）．背面跳を用いた走高跳の技術

がる身体後傾角が，踏切動作に向けてどの様に獲得され特性として，助走がアルファベットの「J」の字の様に，ているかについて検討した研究は見当たらず，未解明で前半は直線，後半は曲線の軌跡を描くことが挙げられるある．

1） 筑波大学大学院人間総合科学研究科 Graduate School of Comprehensive Human Sciences, University of Tsukuba〒 305-8574 茨城県つくば市天王台 1-1-1
2） 山梨学院大学スポーツ科学部 Faculty of Sport Science, Yamanashi Gakuin University〒 400-8575 山梨県甲府市酒折 2-4-53） 岐阜大学教育学部 Faculty of Education, Gifu University〒 501-1193 岐阜県岐阜市柳戸 1-14） 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 1-1-117また，背面跳の助走では，おおよそ踏切 4 歩前から曲とした．実験を開始するにあたり，すべての対象者に本線走が開始されることが報告されており（Dapena, 1995;

研究の目的，方法および実験に伴う安全性を十分に説明

飯干ほか，1993; Leite, 2013; 関岡・栗原，1978; Schiffer,

し，実験への参加のための同意を得た．なお，これらの2012），身体の内傾動作および，それに伴う身体重心高

手順は，筑波大学体育系研究倫理委員会の承認を得て行の低下は踏切 4 歩前から開始されていると考えられる．

われた．

走高跳では跳躍高を獲得する踏切局面がパフォーマンスの獲得に対する主要局面であるが（阿江ほか，2008），2.2 実験試技

そこで要求される動作は，それ以前の局面における動作

本研究では全助走を用いた試合形式での走高跳を実験の影響を強く受けていることが推察される．
したがって，試技として，対象者には全力で跳躍するよう指示し，成曲線走と共に踏切動作の準備が開始される踏切 4 歩前か

功試技はバーを落とさずに跳び越えることができた跳躍

ら踏切にかけての踏切準備局面も，走高跳のパフォーマとした．また，バーの高さの設定は，各対象者の指定しンスに大きな影響を与える局面であると考えられる．

た任意の高さから開始し，成功の度に 5cm 間隔で上昇以上のことから，踏切 4 歩前から踏切にかけての局面させ，試合と同様に，同じ高さでの連続 3 回の失敗があを分析し，身体重心高や身体の傾き角の変化を明らかにるまで試技を行わせた．なお，分析試技については，成することで，走高跳のパフォーマンス向上に役立つ有益功試技のうちの最も記録が高いものとした．

な知見を提示することができると推察される．一方で，これまでに行われてきた走高跳の助走に関する研究で2.3 測定項目および測定方法は，助走の軌跡について検討したものや（飯干ほか，

光学式自動動作分析装置（Vicon motion System, 250

1993; Dapena, 1995; Tidow, 1993），踏切 2 歩前もしくは 1Hz）を用いて，成功試技における助走から着地までの歩前から踏切にかけての動作を分析したもの（Ae et al.,

身体各部位（47 点）の座標データを収集した（苅山ほか，1986, 2008; Isolehto et al., 2007; Panoutsakopoulos and2013）．静止座標系は，地面と平行でかつバーと垂直に

Kollias, 2012; 関岡・栗原，1978）が多いものの，曲線走交わる軸を X 軸，地面と平行でかつバーと平行の軸を Yが開始される踏切 4 歩前からの身体重心高や身体の傾き軸，鉛直軸を Z 軸とする右手座標系と定義した．また，

角，膝関節角度の変化について 3 次元的に動作分析した本研究では，踏切 4 歩前から踏切にかけての各歩の接地研究は見当たらず，未解明な部分が多い．

時における身体重心速度ベクトルの水平成分を Yʼ 軸，

そこで本研究では，背面跳を用いた走高跳の踏切 4 歩前接地から踏切接地までの局面を踏切準備局面と定義

水平でかつ Yʼ 軸に直交する軸を Xʼ 軸，鉛直を Z 軸とする右手系の移動座標系を対象者ごとに定義した．

し，この局面を 3 次元的に動作分析することで，身体内得られた身体各部位の座標は，座標成分ごとに最適遮傾角，身体後傾角および膝関節角度，さらには身体重心断周波数を Wells and Winter（1980）の方法にもとづい高の変化について検討し，踏切準備動作の特性を明らかて決定し，Butterworth Low-Pass Digital Filter を用いてにすることを目的とした．

平滑化した．なお，決定された最適遮断周波数は 6 −12Hz の範囲であった．

2．方 法
2.1 対象者

2.4 算出項目

大学陸上競技部またはクラブチームに所属している左本研究では，運動自由度を 3 として，14 の関節によっ脚踏切を専門とする男子走高跳選手 7 名（表 1）を対象て連結された 15 の剛体セグメントモデルを用いて全身をモデル化した．測定によって得られた身体の 3 次元座

表1

対象者の特性標から，阿江（1996b）の身体部分慣性係数を用いて，部分および全身の重心，慣性モーメントを算出した．また，身体重心の変位を時間微分することによって身体重心速度を算出した．身体の内傾角度および後傾角度については，身体重心と踏切脚足関節を結んだ線分を Xʼ-Z平面および Yʼ-Z 平面に投影し，Xʼ-Z 平面上で Z 軸となす角を身体の内傾角，Yʼ-Z 平面上で Z 軸となす角を身体の後傾角とし，それぞれ正の値を内傾と後傾，負の値を外傾と前傾とした（戸邉ほか，2018）．身体に貼付したランドマークをもとに，下肢 3 関節の関節中心を算出し（股関節：倉林ほか，2003），関節座標系（苅山ほか，2013）を設定することで膝関節の屈曲伸展角度を算出し18

陸上競技学会誌

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た．なお，以下では接地時身体重心高を重心高，接地時身体重心水平速度を水平速度，接地時身体内傾角度を内傾角，接地時身体後傾角度を後傾角，接地時膝関節角度を膝関節角度と表記する．

2.5 統計処理
各変数は平均値±標準偏差で示した．また，全ての統計処理には，統計パッケージ（SPSS ver. 22, IBM 社製）を用いた．各変数間の関係性の有無については相関係数を Pearson の方法を用いて算出した．さらに，各変数の差の検定には，1 要因分散分析を用い，F 値が有意であると認められた場合には，Turkey の方法を用いて多重比較を行った．なお，有意性は危険率を 5％未満で判定

図2

各局面における内傾角

図3各局面における後傾角した．

3．結 果
図 1 には踏切 4 歩前から踏切までの各歩の重心高の変位をグラフで示した．また，同様に図 2 には内傾角，図 3には後傾角 , 図 4 には膝関節角度の変位をグラフで示した．さらに，表 2 にはこれらを一覧で示すとともに，各歩の水平速度および膝関節角度，さらに，各変数内で局面ごとの値を比較した結果について示した．重心高の局面間における差は認められず（F = 2.11, n.s.），水平速度の局面間における差も認められなかった（F = 3.57,n.s.）．一方で，内傾角（F = 57.20, p < 0.05），後傾角（F= 149.69, p < 0.05），および膝関節角度（F = 7.39, p <0.05）では有意な差が認められた．内傾角では，踏切 4歩前よりも踏切 2 歩前および踏切 1 歩前が有意に大きく，踏切よりも踏切 4，3，2，1 歩前が有意に大きいことが

図1

各局面における重心高

図4

各局面における膝関節角度

表 2 各局面における各種変数の一覧と多重比較

19認められた．また，後傾角では，踏切 3 歩前よりも踏切の変化について 3 次元的に動作分析した研究は見当たら

2 歩前および踏切 1 歩前が有意に大きく，踏切 4，3，2，ない．そこで本研究では，踏切 4 歩前から踏切にかけて1 歩前よりも踏切が有意に大きいことが認められた．さの踏切準備局面における動作の特性を明らかにすることらに，膝関節角度は，踏切 4，3，2，1 歩前と比較してを目的に，男子走高跳選手を対象とした 3 次元的動作分踏切の値が有意に大きいことが認められた．

析を行った．

図 5 には各歩における内傾角と重心高との間の相関係数を示した．内傾角では踏切 3，2，1 歩前で重心高との4.1 踏切準備局面における重心高および水平速度の変化間に有意な負の相関関係（p < 0.05）が認められた．続より高く跳ぶことは，踏切動作でより大きな身体重心いて，図 6 には各歩における後傾角と重心高との間の相鉛直速度を獲得することであると言い換えることがで関係数を示した．後傾角では踏切において重心高との間き，そのために，踏切動作中の重心高の上昇幅はより大に有意な負の相関関係（p < 0.01）が認められた．また，きいことが望ましい．したがって，踏切接地時の重心高

図 7 には各歩における膝関節角度と重心高との間の相関をより低くすることがパフォーマンスの獲得に有効であ係数を示した．膝関節角度はいずれの局面においても重ると考えるのが自然である（Isolehto et al., 2007）．一方心高との間に有意な相関関係は認められなかった．

で，本研究の結果では，踏切 4 歩前から踏切にかけての4．考 察

踏切準備局面で重心高の有意な減少が見られなかったことは（図 1，表 2），踏切 4 歩前接地の時点ですでに重心走高跳の助走の動作を分析した従来の研究では，助走高が十分に低下しており，それ以降では低下した重心高の軌跡について検討したものや，踏切 1 歩前もしくは踏の維持が行われていることを意味していると考えられ

切 2 歩前から踏切にかけての局面を動作分析したものがる．

多いが，走高跳の特徴とも言える曲線走が開始される踏また，水平速度についても，踏切 4 歩前から踏切にか

切 4 歩前からの身体重心高や身体の傾き角，膝関節角度

けて有意な増大は認められなかった（表 2）．このことは，踏切 4 歩前接地の時点で十分な水平速度が獲得されており，それ以降ではその維持が行われていることを意味するものであると考えられる．走高跳と同じ陸上競技の跳躍種目である走幅跳や三段跳は，助走速度がパフォーマンスの決定に深く関わることが報告されており（Kohand Hay, 1990a, b; 太田ほか ; 2010），これらの種目では，踏切時に大きな水平速度を有していることで高いパフォーマンスの獲得が期待できる．しかしながら，走高

図 5 各局面における内傾角と重心高の相関係数

跳では効果的に踏み切ることのできる至適な助走速度が存在し，（Alexander, 1990; Tellez, 1993），その速度は走幅跳や三段跳（木野村ほか，2012; 太田ほか，2010; 志賀・尾縣，2004）よりも低い．これらのことから，走高跳では，踏切 4 歩前までに効果的に踏み切ることのできる至適な助走速度を獲得しておくことが重要であると考えられる．
以上のことから，踏切時に必要な重心高および水平速度は踏切 4 歩前の時点ですでに獲得されていること，つ図 6 各局面における後傾角と重心高の相関係数

まり踏切準備局面ではこれらを維持しながら効果的な踏切動作へ移行することが課題になると考えられる．

4.2 身体の傾きと膝関節角度からみた踏切準備動作
ここでは，上述した走高跳の踏切準備局面における効果的な踏切動作への移行について，身体の傾き（内傾，後傾）と膝関節に代表される下肢関節の屈曲（Ae et al.,1986，関岡・栗原，1978），から検討していく．
まず，膝関節角度に着目すると，踏切準備局面におけ
図 7 各局面における膝関節角度と重心高の相関係数

20

る各歩の膝関節は踏切時よりも有意に屈曲しているものの（図 4，表 2），いずれにおいても重心高との間に有意陸上競技学会誌な相関関係は認められなかった（図 7）．踏切準備局面

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及ぼすと考えられる足部の接地位置から検討した．図 8における重心高の低下に対する膝関節角度の影響についには最も自己記録の高い対象者 G の身体重心の軌跡と，て Ae et al. (1986) は，身体の傾きに依存するタイプと下各歩接地時の身体重心および接地足つま先の座標を X-Y肢の屈曲に依存するタイプの 2 種類が存在することを報平面上に投影したものを示した．踏切 4 歩前から踏切 1告している．これらのことから，膝関節の屈曲は踏切準歩前にかけては，身体重心の軌跡が描く曲線の外側に足備局面における重心高の低下に影響するものの，その程を接地している傾向がみられ，これによって内傾角が生度は個人差が大きいと考えられる．

じていると考えられる．一方で，踏切接地時には身体重次に内傾角についてみると，先行研究において，身体心に対しより前方へ足を接地し，大きな後傾角を獲得しの内傾動作による内傾角の獲得は，踏切 1 歩前および 2ている傾向が見て取れる．この大きな後傾角を生み出す

歩前で，水平速度の低下を抑えつつ重心高を低下させる

前方への足部接地は，踏切接地時において膝関節がより役 割 を 有 し て い る こ と が 報 告 さ れ て い る（Ae et al.,伸展している（図 4，表 2）ことも影響していると考え1986; 関岡・栗原，1978）．これに対し本研究では，内傾られる．なお，上述の傾向は，全ての対象者に認められ角は踏切 4 歩前と比較して踏切 1 歩前および踏切 2 歩前た．の値が有意に大きいことが認められ，また，踏切 3 歩前

以上のことから，踏切 1 歩前から踏切にかけての内傾から踏切 1 歩前において重心高との間に有意な負の相関

角と後傾角の対照的な変化は，踏切に向けて身体重心の関係が認められた（図 2，5，表 2）．これらの結果は，進行方向に対する足部の接地点が変化したことによる影

内傾角は踏切 3 歩前から踏切 1 歩前にかけて増大し，こ響が大きいと考えられる．したがって，踏切準備局面かの局面で重心高に影響していることを示唆するものであら踏切局面にかけては，足部接地位置に着目して身体のると考えられる．一方で，内傾角は踏切 1 歩前から踏切傾き角をコントロールすることが有効であると推察されにかけて有意に減少して負の値に転じており（表 2，図る．

2），踏切接地時には重心高との間の相関関係も認められ

本研究の結果をまとめると，背面跳を用いた走高跳のなかった（図 5）．以上のことから，内傾角は踏切 3 歩

踏切準備局面では，その開始時にすでに十分な助走速度前から踏切 1 歩前にかけて増大し，同局面における重心の獲得と重心高の低下がなされており、踏切 4 歩前から高に影響しているものの，踏切時には消失し，重心高に踏切 1 歩前にかけては足部を進行方向の外側に接地するはあまり影響していないことが示された．

ことで内傾角を大きくし，後傾角の増大を抑えながら重最後に，後傾角に着目すると，後傾角は踏切 2 歩前お心高を低下させ，一方で，踏切接地時には膝関節を伸展よび 1 歩前が踏切 3 歩前よりも有意に大きいものの（図させ，足部をより前方に接地することで後傾角を大きく

3，表 2），同時点において重心高との間に有意な相関関しつつ重心高を低く保つという戦略が有効であると考え係は認められなかった（図 6）．踏切準備局面におけるられる．

後傾動作は助走速度の減少に繋がる可能性のあることから（関岡・栗原，1978），踏切準備局面では後傾角が小さいことが望ましいと考えられる．一方で，踏切接地時における後傾角は最も大きく，さらに重心高との間に有意な負の相関関係が認められた（図 3，表 2）．このことについて，上述した内傾角の結果と合わせて考えると，
踏切準備局面における重心高は内傾動作による影響を受けるものの，踏切接地時には後傾動作による影響を受けることが考えられる．さらに，踏切接地時において後傾角が大きいことは起こし回転運動を促進し，跳躍高の獲得 に 貢 献 す る こ と が 推 察 さ れ る（Dapena and Chung,1988）．以上のことから，踏切準備局面では水平速度の減少を抑えるために身体の後傾を抑え，続く踏切接地時には跳躍高を獲得するために大きな後傾角を獲得していると考えられる．

4.3 現場への示唆
本研究では，踏切 1 歩前から踏切にかけて内傾角と後傾角は対照的な変化を示した（図 2，3，表 2）．このような変化を生み出す要因について，身体の傾きに影響を

図8

対象者 G の身体重心の軌跡と各歩の接地位置

21

跳躍は新しい技術のヒントになるか―．バイオメカニ

4.4 研究の限界と今後の課題

クス研究，12（2）：134-139.

本研究では，走高跳の踏切 4 歩前から踏切にかけてのAe, M., Sakatani, Y., Yokoi, T., Hashihara, T., and Shibukawa,

局面を動作分析し，踏切準備動作について重心高およびK. (1986) Biomechanical analysis of the Preparatory

身体の傾き，膝関節角度に着目して検討した．その結果，Motion for Takeoff in the Fosbury Flop. Int. J. Sport踏切 4 歩前から踏切にかけての局面では重心高の有意なBiomech., 2 (2): 66-77.

減少は認められなかったことから，踏切 4 歩前以前の局

阿江通良・渋川侃二・石島繁・橋原孝博（1983）高さを面で重心高を低下させるための動作が遂行されている可ねらいとする跳のバイオメカニクス的特性：垂直跳，能性が示された．したがって，今後は踏切に向けた準備

バレーボールのスパイクジャンプおよび走高跳の踏切動作のより詳細な解明に向けて，踏切 4 歩前以前の局面の比較 . バイオメカニクス学会編，身体運動の科学Ⅴ：についても分析を行うことが必要であると考えられる．

スポーツ・バイオメカニクスへの挑戦．杏林書院 : 東

また，本研究では対象者の重心高を絶対値で評価し，

京，pp. 182-188.

対象者の身長や下肢長といった形態の差異については考

Alexander, R. (1990) Optimum take-off techniques for high

慮していない．内傾動作や後傾動作による重心高の低下

and long jumps. Philos. Trans. R. Soc. B-Biol. Sci., 329

は上述のような形態の差異が影響することが推察される(1252): 3-10.

ため，このことについて留意する必要があると考えられDapena, J. (1995) How to design the shape of a high jump
run-up. Track coach, 131: 4179-4181.

る．

Dapena, J., Chung, C., S. (1988) Vertical and radial motions

5．要 約of the body during the take-off phase of high jump. Med.

本研究では走高跳の助走の曲線部における身体重心高Sci. Sports Exerc., 20 (3): 290-302.

や身体の傾き角，膝関節角度の変化について検討し，踏飯干明・阿江通良・結城匡啓・高松潤一・長沢光雄・

切準備動作の特性を明らかにすることを目的に，走高跳

湯海鵬（1993）走高跳における世界一流ジャンパーの踏切 4 歩前接地から踏切接地にかけての踏切準備局面の助走と踏切準備について . 日本体育学会第 44 回大を 3 次元的に動作分析した．本研究から得られた走高跳会号，410.の踏切準備動作に関する知見は以下の通りである．

Isolehto, J., Virmavirta, M., Kyröläinen, H., and Komi, P. V.

①各歩の接地時における重心高および水平速度に有意な(2007) Biomechanical analysis of the high jump at the

変化は認められなかったことから，踏切時に必要な重2005 IAAF World Championships in Athletics. New Stud.

心高および水平速度は踏切 4 歩前の時点ですでに獲得

Athlet., 22 (2): 17-27.

されていること，つまり踏切準備局面ではこれらを維持しながら効果的な踏切動作へ移行することが課題となると考えられる．

苅山靖・藤井宏明・森健一・図子浩二（2013）片脚および両脚リバウンドジャンプにおける 3 次元的な力発揮特性の相違．体育学研究，58 (1): 91-109.

②踏切 3 歩前から踏切 1 歩前にかけては，足部を身体重木野村嘉則・村木征人・図子浩二（2012）走幅跳におけ心の外側に接地することで，大きな内傾角を作り出しる助走歩数を増やして踏切るための踏切動作：短助走て低下した重心高を維持し，続く踏切接地時には膝関

跳躍から長助走跳躍に至る踏切動作等の変化率に着目

節を伸展させ，足部を身体重心に対してより前方に接して．体育学研究，57 (1): 71-82.

地し，後傾角を大きくすることで重心高を低く保つという戦略が有効であると考えられる．
以上の結果は，走高跳のより良い踏切準備動作を行うために役立つ，有益な知見であると考えられる．

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