S-ω
○：pre動作
△：post動作
Sub.9
109
Sub.10 の pre 動 作 と post 動 作 を 比 較 す る と ， 腰 回 転 角 速 度 お よ び 合 力 に 顕 著 な 変 化 が み ら れ た ．そ こ で ，pre 動 作 お よ び post 動 作 そ れ ぞ れ に つ い て ，合 力（ ○ マ ー ク ），FreeArm 重 心 移 動 合 成 速 度（ △ マ ー ク ），腰 回 転 角 速 度（ □ マ ー ク ）， 支 持 足 の 膝 関 節 角 度 （ 膝 と 足 首 を 結 ん だ 線 分 の 成 す 角 ， 伸 展 位 0deg.）
（ ‐ マ ー ク ）， 膝 関 節 角 速 度 （ ◇ マ ー ク ） の 時 系 列 的 変 化 を 図 62 に 示 し た ． な お ，縦 4 本 線 は 順 に R-on時 ，L-on 時 ，肩 回 転 角 加 速 度 最 大 値 の 地 点（S-α ），
Release 時 を そ れ ぞ れ 示 し て い る ．
床 反 力 の 合 力 に 着 目 す る と ，pre動 作 で は L-on以 降 に 減 少 す る こ と な く 肩 回 転 加 速 度 最 大 値 ま で 一 定 の 力 が 維 持 さ れ て い た ．そ れ に 対 し て ，post 動 作 で は L-onよ り 前 の 地 点 か ら す で に 合 力 は 減 少 傾 向 に あ っ た ．つ ま り ，pre 動 作 に 比 べ て post動 作 で は 支 持 足 で 地 面 を 長 く 蹴 る こ と が で き て い な い と 考 え ら れ る ．
そ こ で ， 膝 関 節 角 度 お よ び 膝 関 節 角 速 度 に 着 目 す る と ，pre 動 作 で は 膝 関 節 角 度 がR-on以 降 の 最 大 値 は72.9 deg.，膝 関 節 角 速 度 の 最 大 値 は442.9 deg./sec.
と な る ．post 動 作 で は 膝 関 節 角 度 の 最 大 値 は 70.5 deg.， 膝 関 節 角 度 の 最 大 値 は 311.5 deg./sec.と な る ．pre 動 作 と post 動 作 に お い て 膝 関 節 角 度 は 1.6 deg.
し か 変 わ ら な い が ， 膝 関 節 角 速 度 は 131.4 deg./sec.も 異 な る ． こ れ よ り ，post 動 作 で は 着 地 後 に 支 持 足 を 伸 展 す る 速 度 が 遅 く ， 支 持 足 に よ る 蹴 り が 弱 く な っ て い る も の と 推 察 さ れ た ．
こ こ で ， 腰 回 転 角 速 度 に 着 目 す る と ，pre 動 作 は 387.3 deg./sec.，post 動 作 は 504.5 deg./sec.と な り 増 加 を 示 し た ． し か し ，post 動 作 の 場 合 ，Sub.10 は R-on後 す ぐ に 投 擲 方 向 へ FreeArm を 振 り 上 げ る こ と で ， 身 体 が 投 擲 方 向 へ 移 動 し て し ま っ た た め ， 肩 回 転 角 速 度 は 増 加 し た が ， 鉛 直 方 向 へ 長 く 地 面 を 蹴 る 動 作 が で き な か っ た も の と 推 察 さ れ る ．
110
図 62 各 動 作 の 時 系 列 的 変 化 （ Sub.10,左 ： pre 動 作 左 ,右 ： post 動 作 ）
0 2 4 6 8 10
0 50 100 150
Velocity（m/sec.）
合力（kg）
軸ラベル 合力
FreeArm 合成速度
-300 -100 100 300 500
0 20 40 60 80
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
角速度(deg./sec.)
角度(deg.)
Time(1/60) 膝 関 節 角 度
腰 回 転 角 速 度
膝 関 節 角 速 度
0 2 4 6 8 10
0 50 100 150
Velocity(m/sec.)
合力（kg）
合力
FreeArm 合成速度
-300 -100 100 300 500
0 20 40 60 80
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
角速度(deg./sec.)
角度(deg.)
Time(1/60) 膝 関 節 角 度
腰 回 転 角 速 度
膝 関 節 角 速 度
111
Sub.10 の 場 合 は ，「 両 足 が 着 地 し て か ら 」と い う 指 示 を 加 え ，FreeArm の 動 き と 膝 の 伸 展 動 作 を タ イ ミ ン グ よ く 実 施 で き る よ う に 指 導 を 行 う ． そ う す る こ と で ， 支 持 足 の 着 地 以 降 に 地 面 を 長 く 蹴 る こ と が 可 能 に な る の で は な い か と 考 え ら れ る ．
112
Sub.18 は 肩 回 転 角 速 度 が pre 動 作（685.8 deg./sec.）に 比 べ post 動 作（834.6 deg./sec.） に お い て 増 加 し た ． し か し ， 投 擲 距 離 が 伸 び な か っ た 要 因 は 主 に 下 肢 の 動 作 に あ る と 考 え ら れ る ．
そ こ で ，pre 動 作 お よ び post 動 作 に つ い て ， 合 力 の 時 系 列 的 変 化 を 図 63 に 示 し た ．post動 作 の 合 力 に 着 目 す る と ，R-onし た お よ そ 0.08秒 後 に 合 力 は 94.9 kgま で 再 増 加 す る が ，L-on 前 後 は 約 60 kgで 一 定 に な っ て い る ．Sub.18 の 体 重 は 62.95 kg で あ る た め ，post 動 作 の L-on 前 後 は 支 持 足 に 体 重 を 乗 せ 立 位 状 態 に な っ て い る だ け で あ る と 考 え ら れ る ．
図 63 合 力 の 時 系 列 的 変 化 (Sub.18)
し た が っ て ，post 動 作 は 地 面 か ら 得 た 力 は 少 な く ，上 肢 の 動 き に 依 存 し た 投 げ に な っ た ． そ の た め ， 砲 丸 に 強 い 力 を 加 え て 投 射 す る こ と が 難 し い 投 擲 で あ っ た と 予 想 さ れ る ．pre 動 作 に こ の よ う 合 力 の 変 化 は な く ， 指 示 に よ り 上 肢 の 動 き の み に 注 意 を 向 け て し ま い ， 膝 の 屈 伸 動 作 が ほ と ん ど み ら れ ず ， 下 肢 が 効 果 的 に 機 能 し な か っ た と 考 え ら れ る ．
0 50 100 150
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
合力(kg)
Time(1/60)
R-on Release
L-on
○：pre動作
△：post動作
113
Sub.18 の 場 合 は グ ラ イ ド 投 法 の 構 え を し た 段 階 か ら ，深 く し ゃ が み こ み（ 図 64， 下 の 図 ）， 支 持 足 の 膝 を 曲 げ た 状 態 で 着 地 す る こ と を 意 識 す る よ う に 指 導 を 行 う ． す る と ， グ ラ イ ド 後 に 地 面 を 強 く 蹴 る こ と が 可 能 に な る の で は な い か と 考 え ら れ る ．
図 64 構 え の イ メ ー ジ （ 上 ： 浅 い し ゃ が み こ み 下 ： 深 い し ゃ が み こ み ） 大 転 子
大 転 子
膝
膝 踝
踝
114 第 5節 本 章 ま と め
本 章 は グ ラ イ ド 投 法 で の 砲 丸 投 に お い て ，FreeArm の 動 き に 着 目 し た 指 導 を 未 熟 練 者 に 対 し て 実 践 し ， そ の 有 効 性 に つ い て 検 討 す る こ と を 目 的 と し た ．
未 熟 練 者 20 名 を 対 象 に ，4.00 kg の 室 内 用 砲 丸 を 用 い グ ラ イ ド 投 法 に よ る 砲 丸 投 （pre 動 作 ） お よ び ，FreeArm の 動 き に 着 目 し た 指 導 を 実 践 し た 後 の 砲 丸 投（post 動 作 ）を そ れ ぞ れ 実 施 し た ．撮 影 し ，フ ォ ー ス プ レ ー ト と 3次 元 DLT 法 を 用 い 動 作 の 分 析 を 行 っ た ． 指 導 者 は 「 着 地 す る ま で ， 真 後 ろ を 指 差 し し て く だ さ い ．」，「 着 地 し た ら ， 投 げ る 方 向 に 腕 を 振 り 上 げ て く だ さ い ．」 と い う 言 語 に よ る 指 示 を 行 い ， そ の 場 で 砲 丸 を 持 た ず に グ ラ イ ド 投 法 の 動 き を 各 自 で 練 習 し た ． こ の 時 ， 指 導 者 が 対 象 者 の FreeArm を 掴 み ， 熟 練 者 の 軌 跡 に 近 い 動 き を な ぞ る よ う に 動 か し 指 導 を 行 っ た ．
動 作 改 善 の 傾 向 と し て は「 指 差 し 」の 指 示 に よ っ て ，L-on 時 の 肩 回 転 角 度 お よ び 腰 回 転 角 度 が 有 意 に 低 下 し ， グ ラ イ ド 後 に 肩 や 腰 が 開 く こ と を 抑 制 し 投 擲 方 向 へ 対 す る 捻 り を つ く る こ と が 可 能 に な っ た も の と 考 え ら れ た ．ま た ，「 腕 を 振 り 上 げ る 」 の 指 示 に よ っ て ， 肩 回 転 角 速 度 や 水 平 分 力 が 有 意 に 増 加 し ， FreeArm の 引 き と 連 動 し た 肩 の 素 早 い 回 転 動 作 や 後 方 へ の 蹴 り が 促 さ れ た と 推 察 し た ．
投 擲 距 離 の 結 果 で み る と ，20名 中 9 名 の 記 録 が 増 大 し た ．投 擲 距 離 が 増 大 し た 群（up 群 ）と 増 大 し な か っ た 群（no-up群 ）に 分 け ，そ の 要 因 を そ れ ぞ れ 検 討 し た ．
up 群 は 突 出 し 合 成 速 度 及 び 肩 回 転 角 速 度 ，身 体 重 心 移 動 水 平 速 度 ，水 平 分 力 に 有 意 な 増 加 が 認 め ら れ た ． グ ラ イ ド 動 作 後 FreeArm を 後 方 へ 向 け た 状 態 か ら 一 気 に 投 擲 方 向 へ 引 き 上 げ る こ と に よ っ て ， 肩 の 素 早 い 回 転 や 後 方 へ の 蹴 る 力 が 増 大 し ， 最 終 的 に 投 射 合 成 速 度 を 高 め た こ と が 投 擲 距 離 増 大 の 要 因 で あ る と 推 察 さ れ た ．
115
no-up 群 は ，投 射 角 度 の 低 下（1 名 ），FreeArm の 引 き 上 げ 動 作 と 肩 回 転 動 作 の タ イ ミ ン グ の ズ レ （7 名 ）， グ ラ イ ド 後 の 膝 の 屈 伸 動 作 の 不 足 （2 名 ）， 直 線 的 で な い 突 出 し 動 作 （1 名 ） な ど の 欠 点 が み ら れ た ． し か し な が ら ， 肩 回 転 角 度 や 腰 回 転 角 度 に つ い て は 良 好 と 思 わ れ る 変 化 も 認 め ら て い る の で ， 一 部 の 動 作 に は 改 善 が な さ れ た も の と 考 え ら れ た ．
116
終 章
本 研 究 は グ ラ イ ド 投 法 に よ る 砲 丸 投 に お い て FreeArm の 動 き に 着 目 し バ イ オ メ カ ニ ク ス （ 主 と し て キ ネ マ テ ィ ク ス ） 的 な 視 点 か ら 砲 丸 投 の 未 熟 練 者 を 対 象 に し た 指 導 方 法 を 検 討 す る こ と を 目 的 と し た ．
第 1 章 は 熟 練 者 （2 名 ） と 未 熟 練 者 （20 名 ） の 動 作 を FreeArm の 動 き に 着 目 し て 比 較 し ， 未 熟 練 者 の 動 作 特 徴 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 と し た ．
第2章 は 熟 練 者（4名 ）を 対 象 にFreeArmを 固 定 し た 状 態 で 投 擲 動 作 を 行 い ， 通 常 の 投 擲 動 作 と 比 較 す る こ と で ，FreeArm の 動 き と グ ラ イ ド 投 法 で の 砲 丸 投 パ フ ォ ー マ ン ス と の 関 連 性 に つ い て 検 討 す る こ と を 目 的 と し た ．
第 3 章 は 第 1 章 と 第 2 章 の 結 果 よ り ① グ ラ イ ド 後 ， 着 地 す る ま で FreeArm が 肩 よ り 先 行 し な い 動 き ， ② グ ラ イ ド 後 ， 投 射 方 向 に 向 か い 素 早 く FreeArm を 引 き 上 げ る 動 き の 2 点 に 留 意 し ，FreeArm の 動 き に 着 目 し た 指 導 を 未 熟 練 者
（20名 ） に 対 し て 実 践 し ， そ の 有 効 性 に つ い て 検 討 す る こ と を 目 的 と し た ．
得 ら れ た 結 果 は 以 下 の 通 り で あ っ た ．
1） 未 熟 練 者 に お い て 投 擲 距 離 を 決 定 付 け る 投 射 合 成 速 度 と 突 出 し 合 成 速 度 に r=0.88 で 有 意（p<0.01）な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た ．突 出 し 動 作 に は 肩 の 回 転 動 作 が 伴 う こ と か ら ， 突 出 し 速 度 と 肩 回 転 角 速 度 と の 関 係 を み る と ， 突 出 し 水 平 速 度 と 肩 回 転 角 速 度 の 間 に r=0.67 の 有 意 （p<0.01） な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た ． 投 擲 方 向 に 対 し て 肩 を 素 早 く 回 転 さ せ る 動 作 を 行 う こ と が ， 突 出 し 水 平 速 度 を 増 大 さ せ る た め に 必 要 で あ る と 考 え ら れ た ．
未 熟 練 者 は 熟 練 者 に 比 べ ， 肩 回 転 角 速 度 が 遅 く 突 出 し 速 度 を 高 め る こ と が で き な い 特 徴 や ，FreeArm を 投 擲 方 向 へ 積 極 的 に 動 か す 動 作 が ほ と ん ど な い 特 徴 が み ら れ た ．
117
未 熟 練 者 は R-off の 時 点 で す で に FreeArm 重 心 が 左 肩 よ り 前 方 に あ っ た ． FreeArm 重 心 の 位 置 に 影 響 さ れ 肩 が 投 擲 方 向 に 開 い て し ま う 可 能 性 が 予 想 さ れ た ． 未 熟 練 者 は 肩 が 投 擲 方 向 へ 早 い 段 階 で 開 い て し ま う た め ， そ れ 以 降 に 素 早 い 肩 回 転 を し 難 い 動 作 特 徴 が み ら れ た ．ま た ，FreeArm 重 心 と 肩 の 位 置 関 係 よ り ， 未 熟 練 者 は 熟 練 者 の よ う に グ ラ イ ド 後 に FreeArm を 投 擲 方 向 へ 動 か し 難 い 動 作 特 徴 が み ら れ た ．
2） 投 擲 距 離 は 有 意 （p<0.01） に 低 下 し ，FreeArm の 固 定 は 投 擲 動 作 に 大 き な 影 響 で あ っ た ．投 射 鉛 直 速 度 は 投 射 水 平 速 度 に 比 べ 平 均 値 で 約 2 倍 の 低 下 を 示 し ，FreeArm の 固 定 は 投 射 の 際 に 鉛 直 速 度 に 対 す る 影 響 が 大 き か っ た ．
L-on 時 に お け る 肩 回 転 角 度 は 有 意 （p<0.01） に 増 加 し た ．FreeArm 重 心 が 肩 よ り 先 行 し て 動 く こ と で 投 擲 方 向 に 対 す る 肩 の 開 き が 誘 発 さ れ た も の と 考 え ら れ た ．肩 回 転 角 速 度 は 有 意（p<0.01）に 低 下 し た ．FreeArm を 固 定 す る こ と で ， 捻 り 戻 し に よ る 素 早 い 肩 回 転 や FreeArm の 動 き と 連 動 し た ス ム ー ズ な 肩 回 転 が で き な く な っ た も の と 考 え ら れ た ．ま た ，FreeArm を 鉛 直 方 向 に 引 き 上 げ る こ と が で き な い た め に ， 鉛 直 方 向 へ 投 射 速 度 を 高 め る こ と が で き な く な っ た も の と 考 え ら れ た ． 鉛 直 分 力 お よ び 合 力 は 有 意 （ 共 に p<0.01） に 低 下 し た ． FreeArm が 固 定 さ れ た 状 態 の 方 が 地 面 を 強 く 蹴 る こ と が で き な か っ た も の と 考 え ら れ た ．
3）「 着 地 す る ま で ， 真 後 ろ を 指 差 し し て く だ さ い ．」，「 着 地 し た ら ， 投 げ る 方 向 に 腕 を 振 り 上 げ て く だ さ い ．」と い う 言 語 に よ る 指 示 を 行 っ た ．次 に ，そ の 場 で 砲 丸 を 持 た ず に グ ラ イ ド 投 法 の 動 き を 各 自 で 練 習 し た ． こ の 時 ， 指 導 者 が 対 象 者 の FreeArm を 掴 み ， 熟 練 者 の 軌 跡 に 近 い 動 き を な ぞ る よ う に 動 か し た ． 動 作 改 善 の 傾 向 と し て は 「 指 差 し 」 の 指 示 に よ っ て ， 肩 回 転 角 度 お よ び 腰 回