運動負荷のバイオメカニクス的考察

運動負荷のバイオメカニクス的考察

－ スクワット運動における運動様式の違いと負荷の関係 －

Biomechanics Study

on Mechanical Effective Value of Mass Load in the Squat Movement

国立大学法人 弘前大学大学院 教育学研究科 教科教育専攻 保健体育専修

11-GP-217

遠 沢 和 加

Enzawa Waka

目次

Ⅰ 緒 言 P1

Ⅱ 方 法 P3

Ⅱ ｰ１ 被験 者 P3

Ⅱ ｰ２ スク ワ ット 運動 の 運動 様 式 P3

Ⅱ ｰ３ 運動 負 荷の 算出 P4

Ⅲ 結 果 P9

Ⅲ ｰ１ スク ワ ット 運動 に おけ る 質量 負 荷が 身 体に 与 える 力 学的 効 果 P9

Ⅲ ｰ２ フル ･スク ワ ット 運 動と ハ ーフ ･スク ワ ット 運 動の 比 較 P13

Ⅲ ｰ３ ジャ ン プ･ス クワ ッ トの 運 動負 荷 P17

Ⅲ ｰ４ 股関 節 スク ワッ ト と膝 関 節ス ク ワッ ト の比 較 P20

Ⅲ ｰ５ ジャ ン プ＆ スト ッ プ動 作 の運 動 負荷 P23

Ⅳ 考 察 P26

Ⅳ ｰ１ スク ワ ット 運動 に おけ る 質量 負 荷が 身 体に 及 ぼす 力 学的 効 果 P26

Ⅳ ｰ２ フル ･スク ワ ット 運 動と ハ ーフ ･スク ワ ット 運 動の 比 較 P27

Ⅳ ｰ３ ジャ ン プ･ス クワ ッ トの 運 動負 荷 につ いて P27

Ⅳ ｰ４ 股関 節 スク ワッ ト と膝 関 節ス ク ワッ ト の比 較 P28

Ⅳ ｰ５ ジャ ン プ＆ スト ッ プ運 動 につ い て P28

Ⅴ ま と め P29

Ⅵ 参 考 文献 P31

Ⅰ 緒 言

下半身の基本運動として位置づけられるスクワット運動は、トレーニングの目的によっ て 様 々 な やり 方 （ 運 動 様式 ） が あ る。 下 肢 筋 群の 「 力 」 の 向上 を 目 指 すの か 、「 パワ ー」

の向上を目指すのかによってバーベル等の重量を変える ^14）17）ことはもちろん、「股関節ス クワット」や「膝関節スクワット」と称されるように、意図的に運動姿勢を変えることに よって異なる部位の筋を鍛えることも可能である ^3）。また、同じ負荷重量であってもジャ ンプ動作を伴うことでより大きな伸展パワーを誘発することもできるし ^6）、片足でスクワ ッ ト 運 動 を 行 え ば 、 両 足 ス ク ワ ッ ト と は 異な る レ ジ スタ ン ス ･ト レ ー ニ ング と し て 応用 で きる^21）。

スクワット運動に関する先行研究をみると、バーベル等の負荷重量と身体が受ける実質 的な運動負荷（力学的負荷量）の関係については、島野ら ^19）が、ハーフ･スクワット運動 を対象に、下肢筋群の筋電図測定を併用しながら、バーベル重量を漸次増加させたときの 股関節トルクと膝関節トルクを調べ、運動中に発揮される最大トルクは、バーベル最大挙 上 重量の

80

同様な視点から永松ら ^17）も、膝関節

120

これを最大値でみると、反動動作をつけた場合で被験者の体重を含めた負荷重量の

3.5

4.5

1.5

3.5

また、佐々木 ^18）や 新野ら ^20）は、スクワット運動における足底部の荷重位置と下肢筋群 の緊張配分の関係を調べているが、これらの研究は、見方を変えればスクワット運動にお ける姿勢の影響について考察したものと言える。つまり、重心を後方踵寄りにおく、ある いは佐々木の研究のように踵に荷重しやすい補助具を使えば、スクワット運動の下降局面 で膝が前方に出やすくなり、結果的に動きのかたちは「膝関節スクワット」の姿勢となる。

これが、実験結果で示された「膝関節伸展筋に大きな緊張がみられた」理由の一つと考え られる。

同じく、姿勢の影響を調べた研究の中には、宮田らの「スタンスの違いがスクワット動 作時の筋活動に及ぼす影響」^16）についての報告がある。この研究では、スタンスの違いと 下肢筋群の活動量との間に統計的有意差は見い出せなかったが、大内転筋については、ス

タンスが広がるにつれ、％

EMG

一 方 、 ス ク ワ ッ ト ･ジ ャ ン プ に 関 する 先 行 研 究 をみ る と 、 下肢 の 運 動 機能 そ の も のを 知 る 手 段 と し て ス ク ワ ッ ト ･ジ ャ ン プ を扱 っ て き た もの が 多 い 。分 析 の 対 象と し た 運 動事 例 は、いわゆる「垂直跳」だが、原 ^6）や阿江ら ^1）の研究がこれに当たる。スクワット運動に ジャンプ動作が入る場合と入らない場合では、当然のことながら身体が受ける運動負荷は 異なることが考えられる。しかし、どちらがどれだけ大きいか、負荷の定量的な比較をし たものは見当たらない。

ス ク ワ ット 運 動 を 力 学的 視 点 で 捉え れ ば 、「 重心 の 上 下動 を 伴 う 運 動」 と 言 い 換え るこ と が で き る 。 重 心 の 上 下 動 が 生 じ れ ば 、 そ こ に は 必 ず 「 加 重 」、「 抜 重 」 の 様 相 が 時 系 列 で出現する。このため、スクワット運動では、上下動のスピード変化に伴って身体が受け る 運 動 負 荷 は 常 に 変 わ る こ と に な る 。 こ の よ う な 上 下 動 の 動 き（

=

それ故に、スクワット運動に関するこれまでの研究は、多様なアプローチの仕方があった と考える。

本研究では、まずスクワット運動における質量負荷が動的状態で示す力学的実効値につ い て 再 考 する と 共 に 、 運動 様 式 の 異な る 「 フ ル･ス ク ワッ ト 」 と 「ハ ー フ･スク ワッ ト」、

「ジャンプ･スクワット」と「ノン･ジャンプ･スクワット」、そして、「股関節スクワット」

と「膝関節スクワット」の運動負荷の違いを鉛直荷重、パワー、下肢関節トルクの

3

＆ストップ」運動 ^15）の有効性についても力学的視点から考察を加えたい。

Ⅱ 方 法

Ⅱ - １． 被験者

本研究の被験者は、女子大学生

3

2

1

2

2

被験者の身体特性並びにスクワット運動におけるバーベル最大挙上重量を表

1

表

1

Ⅱ - ２． スクワ ット 運動の 運動様式

本 研究 で分 析の 対 象と した スク ワ ット 運動 は 、大 別す ると 、バ ーベル 負荷無 しの「

Non Barbell Squat

Barbell Squat

Non Barbell Squat

7

（

1

Half Squat

90

（2）Full Squat：大腿部のラインが床と平行になるまで沈み込むパラレル･スクワットと殿 部が踵に付くまで沈み込むフル･ボトム･スクワットの中間位置まで沈み込むスクワ ット運動。

（

3

Half Jump Squat

Half Squat

（4）Full Jump Squat：

Full Squat

（

5

Hip Joint Squat

運動。

（6）Knee Joint Squat： 膝関節をできるだけ前に押し出して行うスクワット運動。

（

7

Jump & Stop

膝の緩衝動作を極力使わず、膝関節が

90

また、Barbell Squatに ついては、被験者のバーベル最大挙上重量の

1/3･1/2･2/3

Half Squat

Full Squat

Jump Squat

1/3

すべての運動様式で

10RM

Ten Repetition Movements

1

本研究で扱うスクワット運動の運動様式一覧を表

2

表

2

Ⅱ - ３． 運動負 荷の 算出

Ⅱ-3-1．スクワット運動における鉛直荷重

運動負荷の力学的効果を力（

F

mg

ma

F

F = ma + mg

としてあらわされる。

Non Barbell Squat

m

Barbell Squat

Ⅱ-3-2．映画分析

図

1

ス ク ワ ット 運 動 の ビ デオ 撮 影 は 、被 験者 の側 方

12m

60fps（ Jump Squat

300fps

分析の手順は、図

1

QT

Converter

AVI

Movias Pro

ための座標値を読み取った。その後、読み取った座標値をあらかじめ演算処理を組み込ん

だ

Excel

連の作業を行った。

Ⅱ-3-3．重心の算出

Non Barbell Squat

を分析すれば負荷の変様がわかる。これに対し、

Barbell Squat

本 研 究 で は 、 松 井 の 内 分 質 量 比 ^13）を 用 い 、 側 方 か ら 撮 影 し た 画 像 か ら 身 体 重 心 を 求 め る 式を作 成した 。図

2

12

P1

P2：乳様突起 P3：胸骨上縁部 P4

P5：肘関節中点 P6：橈骨茎状突起 P7

P8

P9：膝関節中点 P10：足関節中点 P11

BarbellShaft

図

2

図中の身体重心（

X,Y）は、 P1

P11

身体重心（

X,Y）= 0.0165 ^× P1 + 0.0448 ^× P2 + 0.2471 ^× P3 + 0.0287 ^× P4 + 0.0421 ^× P5 + 0.0208 ^× P6 + 0.0085 ^× P7 + 0.3643 ^× P8

+ 0.1460 ^× P9 + 0.0625 ^× P10 + 0.0188 ^× P11

2

として求め、身体重心とバーベル重心の合成は（

3）、（4

合成重心（

X

=

x1 ^× W1 + x2 ^× W2

W1 + W2

3

Y）=（y1 ^× W1 + y2 ^× W2）／（W1 + W2）･････････････････････（ 4）

上式において、（

x1,y1

W1

x2,y2

W2

Ⅱ-3-4．鉛直荷重・パワー・関節トルクの算出

映画分析の座標データから力学的諸量を求める場合、その過程で微分処理が入るとノイ ズが増幅される。このため、本研究では、座標読み取りの段階で一度フィルターをかけ、

重心の速度と加速度の計算も、微分する元データを二次曲線に最小二乗近似した式を使っ て、ノイズ軽減のフィルターがかかるようにした。この一連の平滑化処理には「

5

これらの処理をして得られた鉛直荷重

F

P

P = F ^× V

4

として求め、下肢関節トルクは、合成重心を起点とする鉛直荷重

F

l2･l3）を乗じて、

股関節トルク（

T1）= F ^× l1

5）

膝関節トルク（

T2）= F ^× l2

6）

足関節トルク（

T3

= F ^× l3

7

として求めた。（図

3

図

3

Ⅲ 結 果

Ⅲ - １． スクワ ット 運動に おける質量負荷が 身体 に与える力学的効 果

ここでは、スクワット運動における負荷条件を、被験者の体重のみ、

max/3、 max/2、 2max/3

Full Squat

1

写真

1

1

な お 、 本 研 究 で は 、 被 験 者 の 体 重 と バ ー ベ ル の 最 大 挙 上 重 量 が 異 な る た め 、

F.S（ 体 重

max/3-F.S

max/2-F.S

2max/3-F.S

Ⅲ

-1-1

鉛直荷重については、上述した

4

1

3

2

E.W

Y.M

2

A.A） の 結 果 で あ る 。 表 か ら も わ か る よ う に 、 投

F.S

3.5

5.9

8.3

8.1

max/2-F.S

2

3

表

3：スクワット運動における鉛直荷重（最大値・平均値・力積）の体重比

一方、短距離競技者の結果では、負荷重量が最も大きくなる

2max/3-F.S

8.7

max/3-F.S

F.S

最大値で体重の

4.4

2.2

運動中の力積については、いずれの被験者も、質量負荷の増加に伴って直線的に大きく なっている。この力積の値は「運動量」として捉えることができるので、スクワット運動 における質量負荷と運動量の関係は正の比例関係にあると言える。

表

3

2

4

5

図

4：鉛直荷重からみた質量負荷が身体に与える力学的効果

図

5：鉛直荷重からみた質量負荷が身体に与える力学的効果

Ⅲ

-1-2

次に、スクワット運動における質量負荷を

F.S、max/3、max/2、2max/3

図

6

max/3

Full Squat

化 をプロ ットし たもの であ る（

Sub.

E.W

図

6

Sub.:E.W

max/3-F.S

動の運動様式が変わっても基本的には変わらない。つまり、スクワット運動前半の沈み込 み動作は、筋の伸張性収縮を伴って受動的にパワーを発揮する時期（符号はマイナス）で あり、後半の伸び上がり動作は、筋の短縮性収縮による能動的なパワー発揮の時期（符号 はプラス）となる。従って、ここでは、次の

5

1

Pe-Max

2

Pe-Mean

3) Pc-Max

4) Pc-Mean

5

|P|-Mean

1

図

7

5

2

8

短距離競技者

A.A

図

7

図

8

図

7

8

max/2-F.S

Pe-Max

Pc-Max

2max/3-F.S

Pc-Mean，|P|-Mean） は max/3-F.S

F.S

Ⅲ - ２． フル･スクワット 運動と ハー フ･ス クワット運動の比較

フル･スクワット（写真

2）はハーフ・スクワット（写真 3

2

Full Squt

F.S

Half Squat

H.J

max/3-F.S

max/3-H.S

まず、運動中の鉛直荷重（力）について、その最大値、平均値、力積で比較すると、

F.S

H.S

F.S

1.7

1.3

った。また、バーベルを用いた

max/3-F.S

max/3-H.S

2.3

1.3

Non Barbell Squat

9

写真

2：フル･スクワット運動 1

写真

3：ハーフ･スクワット運動 1

図

9

同様に、フル･スクワット運動とハーフ･スクワット運動をパワー値で比較すると、鉛直 荷重よりも大きな差で「フル･スクワット＞ハーフ･スクワット」の関係が認められる。そ の数値的な差は、F.Sと

H.S

それぞれ

2.3

2.4

2

1.7

2

F.S

max/3-F.S

max/3-H.S

Pe-Max

|P|-Mean

2.4

2.2

1.9

max/3-F.S

max/3-H.S

10

図

10：フル･スクワットとハーフ･スクワット運動のパワー値の比較

次に、フル･スクワット運動とハーフ･スクワット運動の下肢関節トルクの違いについて もみてみる。関節トルクの値は、その関節まわりの筋活動量の指標となる。従って、スク ワット運動において、股関節トルク･膝関節トルク･足関節トルクの相対的な比較をすれば、

各関節間の筋活動量の大小が比較できる。

図

11

1

F.S

H.S

1.6

1.2

1.9

加わる

max/3-F.S

max/3-H.S

それぞれ

1.8

2.5

3.1

ま た、バーベルを持たな い自重だけのスクワッ ト運動では、F.S、H.S と もに膝関節トルク の 値 が一 番大 きく、 バーベ ルを持 った

max/3-F.S、max/3-H.S

11

関節トルクの平均値も最大値と全く同じ傾向を示し、股関節トルク、膝関節トルク、足 関節トルクの値は、いずれも「F.S＞

H.S」、

max/3-H.S」の関係であり、 Non Barbell

Squat

Barbell Squat

12

参照）

ま た 、 フ ル ･ス ク ワ ッ ト と ハ ー フ ・ス ク ワ ッ ト の負 荷 の 違 いを 関 節 ト ルク の 視 点 から み る と、バ ーベル を用い たス クワッ ト運動（Barbell Squat） では、バーベ ル重量の増加に伴 い、各関節で発揮するトルクの割合が変化してくる。特にこの傾向はハーフ・スクワット で強く現れ、バーベル重量が増えると股関節トルクの膝関節と足関節トルクに対する比率 が大きくなった。

図

11：下肢 関節トルクの 最大値からみ たフル･ス クワットと ハーフ･ス クワット運動の 比較

図

12：下肢 関節トルクの 平均値からみ たフル･ス クワットと ハーフ･ス クワット運動の 比較

Ⅲ - ３． ジャン プ･スクワ ットの 運動 負荷

本研究では、

Full Squat Jump（ F.S.J）と Half Squat Jump（H.S.J）の 2

1

4

5

写真

4：フル･スクワット･ジャンプ運動 1

写真

5

1

ここでは、

Full Squat（F.S）と Full Squat Jump（F.S.J）、Half Squat（H.S）と Half Squat Jump

（

H.S.J

の負荷の力学的効果をみてみる。被験者は前節（Ⅲ

-２）と同じく投擲競技者 2

ま ず 、 鉛直 荷 重 の 最 大値 、 平 均 値、 力 積 の デー タ を 比 較 して み る と 、力 積 だ け はフ ル･

ス クワット、ハーフ･スクワットともにジャンプ動作が入る

F.S.J

H.S.J

F.S

H.S

F.S

F.S.J」、ハーフスクワットで「H.S

＜

H.S.J」と大小関係が運動様式で逆転している。（図 13

図

13

次 に 、 パ ワ ー の 値 を 比 較 し て み る と 、 フル ･ス クワ ッ ト 運 動で は 、 ジ ャン プ 動 作 の入 ら な い 通 常 の ス ク ワ ッ ト 運 動 （

F.S

Pe-Max

Pe-Mean

Pc-Max

Pc-Mean

|P|-Mean

H.S.J

14

また、ジャンプ･スクワットにおける下肢関節のトルク値は、最大値でみると、フル･ス クワット運動で、股関節トルク、膝関節トルク、足関節トルクの値がすべて

F.S

F.S.J

ジ ャ ン プ動 作 が 入 ると 大 き く な る。（ 図

15

F.S

＞

F.S.J

16

図

14

図

15：ジャンプ･スクワット運動で発揮される下肢関節トルクの最大値

図

16：ジャンプ･スクワット運動で発揮される下肢関節トルクの平均値

Ⅲ - ４． 股関節 スク ワット と膝関節スクワッ トの 比較

股関節スクワットと膝関節スクワットの違いは、身体を上下動させるときの姿勢が異な る。股関節スクワットでは、沈み込みの動作で、できるだけ膝が前に出ないよう殿部を後 方に引いた姿勢でスクワット運動を行う。これに対し、膝関節スクワットは、膝を前方に 送り出しながら、殿部をまっすぐ踵に落とすイメージで沈み込み動作を行う。（写真

6

7

写真

6

写真

7

この姿勢制御によって、股関節スクワットでは股関節角度が大きく変化し、膝関節スク ワットでは膝関節角度が大きく変化する。関節角度が大きく変化する部位は、その関節ま わりの筋の活動量が増え、結果的に、股関節スクワットでは股関節まわりの筋群に大きな 負荷が加わり、膝関節スクワットでは、膝関節まわりの筋群に大きな負荷が加わることに なる。

この

2

E.W

まず、運動負荷の実質的な「力」の値となる鉛直荷重については、股関節スクワット（

H.J.S

K.J.S）で、最大値、平均値、力積いずれも数値的な差はなく（図 17）、

パワーの値で、膝関節スクワットが股関節スクワットを若干上回っている。（図

18

股関節スクワットと膝関節スクワットの力学量の違いは、関節トルクで顕著に現れる。

各 関 節 ト ル ク の 最 大 値 を み る と 、

H.J.S

K.J.S

19

H.J.S

足関節トルクの平均値は「０」の値で示している。一方、

K.J.S

0.2

20

図

17：股関節スクワットと膝関節スクワットの鉛直荷重の比較

図

18：股関節スクワットと膝関節スクワットのパワー値の比較

図

19：股関節スクワットと膝関節スクワットの下肢関節トルク（最大値）の比較

図

20

Ⅲ - ５． ジャン プ＆ ストッ プ動作の運動負荷

ジャンプ＆ストップ動作は、下肢筋群のパワー強化のトレーニング手段として用いられ る 運 動 で ある 。 同 じ 運 動形 態 で 、 上肢 の パ ワ ー強 化 に は 、「 プッ シ ュ ＆ス ト ッ プ 」と 呼ば れる運動がある。ここでは、このジャンプ＆ストップ動作の力学的実効値を鉛直荷重とパ ワーの面からみてみる。比較対象とするスクワット運動は、運動様式の似たバーベルを用 いないハーフ･スクワット（

H.S）とハーフ･スクワット･ジャンプ（H.S.J）である。

ジ ャン プ＆ スト ッ プ動 作は 、基 本 的には

H.S.J

90

H.S.J

8

1

写真

8

以下は、被験者

E.W

J&S）、ハーフ･スクワット（H.S）、ハーフ･

スクワット･ジャンプ（

H.S.J

まず、鉛直荷重について

3

J&S

J&S

1

2

21

同様な比較をパワー値で行うと、

J&S

Pe-Max

Pc-Max

Pe-Mean、

Pc-Mean、|P|-Mean

H.S、H.S.J

J&S

動 的に発揮されるパワー も能動的に発揮される パワーも、そのピーク値は

H.S

H.S.J

22

図

21

図

22

Ⅳ 考 察

前節の実験結果を踏まえ、スクワット運動における運動様式の違いと負荷の関係につい て考察する。

Ⅳｰ１．スクワット運動における質量負荷が身体に及ぼす力学的効果

通常、レジスタンス･トレーニングでは、個人の最大筋力（

Maximum Muscle Strength） や

Maximun Repetitions

筋力の向上を目的としたトレーニングならば、個人のバーベル最大挙上重量をあらかじめ 調べ、その

2/3

1/3

しかし、スクワット運動における負荷の力学的効果を力の面からみると、質量に対する 重力と慣性力との合力が実際には作用する。また、スクワット運動では、バーベル重量の 他、運動者自身の体重も負荷要素として加わり、その比率も高い。

そこで本研究では、まず、スクワット運動における質量負荷（運動者の体質量＋バーベ ル 質 量 ） を 漸 次 増 加 し た と き の 身 体 が 受 け る 力 学 効 果 に つ い て 、「 力 」 と 「 パ ワ ー 」 の の視点から分析した。

スクワット運動において、被験者が発揮する「力」と見なすことができる「鉛直荷重」

は、負荷の力学的効果の指標になる最大値、平均値、力積を求めた。このうち力積につい ては、質量負荷の増加に伴い直線的に増加することがわかった。力積の値は、スクワット 運動における「運動量」として捉えることができる。しかし、本研究ではスクワット運動

1

トレーニングをしている被験者の場合、鉛直荷重の最大値と平均値は、

max/2

これは、パワーの値についても同じであり、専門的にトレーニングをしている者に対する 運動処方の負荷基準とトレーニング頻度の低い者に対する基準には違いがあることを提起 する結果である。ちなみに、本実験でトレーニングの実践頻度の少ない被験者の場合、鉛 直 荷重は

2max/3

max/3

処方の理論に合致している。

Ⅳ-２．フル･スクワット運動とハーフ･スクワット運動の比較

フ ル･ス ク ワッ トと ハー フ ･ス クワ ット 運 動を 比較 する と 、鉛 直荷 重、 パ ワー ともに

F.S

＞

H.S

F.S

H.S

関 節 ト ル ク 面 か ら フ ル･ス ク ワッ ト と ハ ーフ ･ス ク ワッ ト の 違 い をみ る と 、 フル ･スク ワ ッ ト が ハ ー フ ･ス ク ワ ッ ト に 比 べ 、 股関 節 ト ル ク 、膝 関 節 ト ルク 、 足 関 節ト ル ク 、 いず れ も

F.S

H.S

Ⅳｰ３．ジャンプ･スクワットの運動負荷について

ス ク ワ ッ ト 運 動 に ジ ャ ン プ 動 作 が 入 る ジャ ン プ ･ス ク ワ ッ トは 、 通 常 のス ク ワ ッ ト運 動 に比べ、からだを空中に押し上げる跳躍動作と着地時の下肢筋群の伸張性筋収縮があるた め、大きな負荷がかかると一般的には考えられている。そのため下肢筋群のパワートレー ニングとしても広く用いられている。ボックス･ジャンプなどはその一例である。しかし、

実験の結果は意外なもので、鉛直荷重と下肢関節トルクは、むしろ、ジャンプ動作を伴わ な い 通 常 の ス ク ワ ッ ト 運 動 の 方 が 大 き な 値を 示 し 、 パワ ー の 視 点 から 見 て も 、フ ル ･ス ク ワットの運動では

Non Jump Squat

Jump Squat

Jump Squat

Non Jump Squat

こ の 理 由 に は 次 の こ と が 考 え ら れ る 。 つま り 、 ジ ャン プ ･スク ワ ッ ト では 、 着 地 時の 衝 撃を和らげるため、運動者が無意識のうちに緩衝動作を入れてしまい、その結果、負荷の 力 学 的 効 果 が 低 く な っ た と 考 え る 。 た だ 、ハ ー フ ･ス ク ワ ッ ト運 動 で は 、一 般 的 な 仮説 を 覆すまでの結果は出ていないので、膝関節の屈曲が少ない、短時間でスクワット動作が完 了 す る 「 ク オ ー タ ー ･ス ク ワ ッ ト 」 など で ジ ャ ン プ運 動 を 行 えば 、 違 っ た結 果 が 得 られ る 可能性はあると考える。

Ⅳｰ４．股関節スクワットと膝関節スクワットの比較

この

2

Ⅳｰ５．ジャンプ＆ストップ運動について

この運動についても、運動中に発揮されるパワーの最大値は、同じ運動形態のスクワッ ト運動の中では一番大きな値を示した。ただ、パワーの平均値でみると、比較対象とした 他のスクワット運動との差はない。パワートレーニングとして有効性が、運動中に発揮さ れ る 最 大 パワ ー に 依 存 する の か 、 平均 値 に 依 存す る の か 、 ここ で は 判 断で き な い が、「 垂 直 跳 び 」 を 筋 パ ワ ー の 評 価 テ ス ト し て 用 い た 理 由 の 一 つ に 、「 跳 躍 高 と 運 動 中 の ピ ー ク ･ パ ワ ー に 高 い 相 関 が あ る 」¹¹⁾と い う こ と を 考 え れ ば 、

J&S

Ⅴ まとめ

ス ク ワ ット 運 動 を 力 学的 視 点 で 捉え れ ば 、「 重心 の 上 下動 を 伴 う 運 動」 と 言 い 換え るこ とができる。重心の上下動が生じれば、そこには必ず「加重」と「抜重」の様相が時系列 的に出現する。このため、スクワット運動では、上下動のスピード変化に伴って常に運動 負 荷 が 変 わ る こ と に な る 。 こ の よ う な 上 下 動 の 動 き （

=ス ク ワッ ト 動 作 ）は あ ら ゆ る運 動

スクワット運動に関するこれまでの研究は、多様なアプローチの仕方があった。

本研究では、スクワット運動における質量負荷が動的状態で示す力学的実効値について 再考すると共に、運動様式の異なる「

Full Squat」と「Half Squat」、

Jump Squat」と「 Non Jump Squat」、そして、「Hip Joint Squat」 と「Knee Joint Squat」 の運動負荷の違いを、鉛直荷重・

パワー・関節トルクの

3

Jump and Stop」 運動の有効性についても力学的視点から考察

その結果、次のようなことがわかった。

１．スクワット運動における質量負荷が身体に与える力学的効果を鉛直荷重でみると、

運動者自身の体重のみが負荷となる

Non Barbell Squat

2

3.5

4.5

２．これに順次質量負荷を増やしていくと、鉛直荷重の平均値は体重の

2

3

9

３．一方、スクワット運動において発揮されるパワーの変化をみると、沈み込み動作で 受動的に発揮されるパワーの値が、伸び上がり動作で能動的に発揮されるパワーよりも 大きくなる傾向にある。

４．また、質量負荷と最大鉛直荷重、最大パワーの関係をみると、被験者のトレーニン グ頻度によって違いが出た。トレーニング頻度の高い被験者は、バーベル最大挙上重量 の

1/2

2/3

の最大値は、バーベル最大挙上重量の

1/3

５．これは、一般人に対する運動処方と専門的にトレーニングをしている者に対する運 動処方では、その目的が同じであっても負荷設定の基準が異なることを示唆するもので ある。

６．

Full Squat

Half Squat

F.S

H.S

F.S

H.S

７．関節トルクの面から

Full Squat

Half Squat

Full Squat

Half Squat

F.S

H.S

８．また、

Half Squat

Full Squat

Half Squat

Half Squat

Hip Joint Squat

９．Jump Squat運動における鉛直荷重と下肢関節トルクは、Non Jump Squat＞

Jump Squat

Non Jump Squat

Jump Squat

Jump Squat

Non Jump Squat

１０．Hip Joint Squat と

Knee Joint Squat

１１．Hip Joint Squatで は、トルクの最大値も平均値も、股関節トルクの値が膝関節トル クと足関節トルクを上回り、股関節まわりの筋活動を誘発することがわかる。

１２．一方、

Knee Joint Squat

平均値では、各関節トルクの値は横並びで、

Hip Joint Squat

１ ３．

Jump&Stop

中では一番大きな値を示した。ただ、パワーの平均値でみると、比較対象にした他のス クワット運動との差はなかった。

Ⅵ．参考文献

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