吉田 拓矢1） 松島 一司2） 林 陵平3） 図子 あまね4） 苅山 靖5）
数種類の台高を用いた多段階式ドロップジャンプテストによる
伸張 - 短縮サイクル運動の遂行能力の評価
1） 筑波大学体育系 〒 305-8574 茨城県つくば市天王台 1-1-1 2） 足利市役所 〒 326-8601 栃木県足利市本城 3-2145 3） 岐阜大学教育学部 〒 501-1193 岐阜県岐阜市柳戸 1-1 4） 筑波大学大学院人間総合科学研究科 〒 305-8574 茨城県つくば市天王台 1-1-1 5） 山梨学院大学スポーツ科学部 〒 400-8575 山梨県甲府市酒折 2-4-5 連絡先 吉田拓矢1. Faculty of Health and Sport Sciences, University of Tsukuba 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki, 305-8574
2. Ashikaga city office
3-2145, Honjo, Ashikaga, Tochigi 326-8601 3. Faculty of Education, Gifu University
1-1 Yanagito, Gifu, Gifu 501-1193
4. Graduate School of Comprehensive Human Sciences, Univer-sity of Tsukuba
1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki, 305-8574
5. Faculty of Sport Science, Yamanashi Gakuin University 2-4-5 Sakaori, Kofu, Yamanashi, 400-8575
Corresponding author yoshida.takuya.gm@u.tsukuba.ac.jp
Abstract: The purpose of this study was to evaluate the multistep drop jump (DJ) test in elite jumpers according
to changes in test performance, ground reaction force, and lower limb joint kinetics with changes in drop height. Male jumpers (n=10) performed a DJ from 4 drop heights (0.3, 0.6, 0.9, and 1.2 m). The DJ-index was calculated by dividing the jump height by the contact time. The rate of change of the DJ-index (a/b) was the slope/intercept of the regression line (Y = aX+ b) derived from 4 values of the DJ-index for each subject. Jump motions in the sagittal plane and ground reaction force data were recorded using a high-speed camera and force platform, respectively. The DJ-index was lower at 1.2 m than at other drop heights. The contact time increased along with the drop height. There was no significant difference in jump height between the drop heights. The amount of negative work by 3 lower extremity joints increased with increasing drop height. The jump events performance (IAAF Score) and DJ-index at each drop height only showed a significant correlation at 1.2 m. The correlation between IAAF score and a/b was significant between these variables. According to individual characteristics, increased drop heights were associated with different patterns of change in the DJ index. Therefore, subjects were grouped according to characteristics using a/b as an index. Sub.A, who had the highest jump-event performance in the study, had participated in international meetings, and had won a medal at the World Junior Championships. The DJ-index for this subject at 0.3 m was close to the mean value, but at 1.2 m was highest among all the subjects. In contrast, the DJ-index for Sub.C at 0.3 m was highest among the subjects. However, the DJ-index decreased greatly with an increase from 0.3 m to 1.2 m. Therefore, to evaluate the performance of jumpers, it is important to use a varied range of heights, including a higher drop height (approximately 1.2 m), focusing on the rate of change with increasing drop height.
Key words : plyometrics, DJ-index, jumper
キーワード：プライオメトリクス，ドロップジャンプ指数，跳躍選手
Takuya Yoshida1,Kazushi Matsushima2, Ryohei Hayashi3, Amane Zushi4 and Yasushi Kariyama5: Evaluation of stretch-shortening cycle movement by the multistep drop jump test using different drop heights. Japan J. Phys. Educ. Hlth. Sport Sci.
Ⅰ 緒 言
陸上競技の跳躍種目における踏切動作は，0.2 秒以内という極めて短時間に体重の約 7―12 倍以 上の大きな地面反力を受けながら遂行される（Re-mey and Williams, 1985, p.235; Seyfarth et al., 1999, p. 1261）．この際，下肢の主働筋は一度エキセン トリックに収縮した後，コンセントリックに収縮 する伸張 - 短縮サイクル運動（Stretch-shortening cycle movement：SSC 運動）を行っている（Komi, 2003, pp.184）．このため，下肢の SSC 運動の遂 行能力を向上させることは跳躍種目のパフォーマ ンスを向上させるための重要な一要因となること が考えられる．この能力を評価するための手段と して，ある高さの台上から跳び降り，着地ととも に即座に跳び上がるドロップジャンプ（Bobbert, 1990; 図子ほか，1993）やその場で連続的に繰り 返しジャンプする連続リバウンドジャンプ（遠藤 ほか，2007；図子ほか，2017）が挙げられる．現 在では，これらのジャンプ運動が各種スポーツ実 践の場におけるテスト運動として広く普及してい る（図子ほか，1993；岩竹ほか，2002；田内ほか， 2002；図子ほか，2017）． これまでに，ドロップジャンプを用いて SSC 運動の遂行能力を評価する場合，どの台高を選択 すべきかについて，多くの研究から議論されてい る（Asmussen and Bonde-Petersen, 1974; Bobbert et al., 1987b; Byrne et al., 2010; 伊坂ほか，1988; Jen-sen et al., 1985; Komi et al., 1978; 熊谷ほか，2012; Makaruk and Sacewicz, 2011; 大高ほか，1985; Peng, 2011; 高松ほか，1988a，1989a; Walsh et al., 2004; 図子ほか，1993）．しかしながら，これらの研究 では統一的な見解は得られておらず，0.3―0.7 m の範囲が至適な台高として推奨されている．この 理由としては，対象とする選手の特性や目的とす る動作が異なるために，最も高い跳躍高を獲得し た台高や足関節が大きなパワーを発揮する接地時 間になるような台高など，至適な台高を選択する 基準が異なっていることが考えられる．したがっ て，ドロップジャンプを用いて SSC 運動の遂行 能力を評価するためには，特定の 1 つの台高の選 択のみでは厳しいことが考えられる． 陸上競技における跳躍種目は，パフォーマンス の主要局面が跳躍運動であり，跳躍運動そのも のが競技成績に影響している．陸上競技の走幅 跳や三段跳における踏切時の最大地面反力の大 きさは，体重の約 7―12 倍以上であり（Bobbert et al., 1987b, p.342；高松ほか，1988b，p.60），0.3 ―0.7 m の台高からのドロップジャンプにおける 片脚当たりの最大地面反力（Plessa et al., 2010, p. 418; Remey and Williams, 1985, p.235; Seyfarth et al., 1999, p.1261）と比べてかなり大きい．このことは， これまで至適な台高として推奨されている 0.3― 0.7 m の範囲の台高からのドロップジャンプでは， 跳躍種目の踏切時にかかる負荷よりも小さい負荷 条件下において SSC 運動の遂行能力を評価して いることを意味している．したがって，跳躍種目 の踏切時に類似した極めて大きい負荷条件下で SSC 運動の遂行能力を評価するためには，0.3― 0.7 m の台高よりもさらに高い台高からのドロッ プジャンプを用いる必要があると考えられる． 上述の通り，至適台高は選手によって異なるこ とから，SSC 運動遂行能力における選手ごとの特 徴を把握するためには，ある特定の台高のみでは なく，複数の台高を用いて多段階式にドロップジ ャンプパフォーマンスや下肢 3 関節の力発揮特性 を評価する必要がある．これまでに，複数の台高 を用いて，台高の上昇に伴うドロップジャンプの パフォーマンスや下肢 3 関節の力発揮特性につい て検討した研究では，ドロップジャンプにおける 跳躍高は変化しないが，踏切前半の地面反力，下 肢 3 関節の最大トルクや最大トルクパワー，関節 仕事が大きくなることが示されている（高松ほか， 1989b）．しかしながら，林ほか（2016，p.249）は， ウエイトトレーニング手段として用いられるクリ ーンエクササイズを行う際，軽い重量から重い重 量に変化すると下肢 3 関節の力発揮特性は個人に よって異なることを示している．つまり，負荷重 量が軽い重量から重い重量に変化した場合に，発 揮する力の大きさを維持できるものとそうでない ものとが存在することを示唆している．このこと
を踏まえると，ドロップジャンプにおいても，台 高の上昇に伴うパフォーマンスや力発揮特性の変 化を選手ごとに評価することで，より詳細に SSC 運動の遂行能力を評価できることが考えられる． 以上のことから判断すると，陸上競技の跳躍選 手を対象にドロップジャンプを用いて SSC 運動 の遂行能力を評価するためには，これまで至適な 台高として推奨されている 0.3―0.7 m よりも高い 台高を用いること，さらにはある特定の台高のみ ではなく複数の台高を用いて多段階式に行う必要 があると考えられる．そこで本研究では，陸上競 技の跳躍選手を対象にして，ドロップジャンプの 台高を多段階式に変化させた場合のドロップジャ ンプパフォーマンスの変化と，その際に発揮され る地面反力や下肢 3 関節の力発揮特性の変化につ いて検討することとした． Ⅱ 方 法 1． 被験者 被験者には，陸上競技跳躍種目を専門とする男 子大学生選手 10 名（年齢 19.5 ± 0.7 歳；身長 1.76 ± 6.6 m；体重 68.0 ± 3.3 kg）を用いた．各被験者 の競技レベルは大学レベルの大会および国内外の 大会で優秀な成績をおさめている選手から一般学 生選手レベルまで多岐に渡っていた．なお，この 中には，走高跳において 2.24 m の自己最高記録 を持ち，世界ジュニア選手権で銅メダルを獲得し た跳躍選手も含まれていた．実験を行うにあたり， すべての被験者に本研究の目的，方法および実験 にともなう危険性などを十分に説明し，実験に参 加するための同意を得た．なお，被験者には，事 前に試技に関する説明を行い，練習を十分に行わ せた． 2． 実験運動 実験試技として，異なる 4 種類の台高（0.3 m， 0.6 m，0.9 m および 1.2 m）からのドロップジャ ンプを行わせた．すべての試技において，腕の振 込動作についての制限は行わなかった．試技の際 には，被験者を台上に立たせ，片脚でゆっくりと 身体を前方へ送り出すことによって落下運動を開 始させた．被験者には，できるだけ短い接地時間 で高く跳ぶように指示するとともに，最大努力で 行わせた．各台高における試技は低い順に 0.3， 0.6，0.9，1.2 m と上げて行わせた．また，各台高 の試技においてそれぞれ 3 回の成功試技が得られ るまで行わせた．各台高における分析対象の試技 は，後述する DJ-index が最も高値を示した試技 とした．なお，被験者には，試技間に疲労の影響 を無くすために十分な休息をとらせた． 3． 測定方法および測定項目 実験試技を，被験者の右側方に設置した高速度 ビデオカメラ（EX-F1，CASIO 社製）を用いて， 300 Hz で撮影した．撮影と同時に，地面反力を フォ－スプラットフォ－ム（9281A，Kistler 社 製）を用いて計測した．地面反力は，1000 Hz で サンプリングし，A/D 変換処理をした後，パーソ ナルコンピューターに取り込んだ．地面反力と画 像を同期するために同期ライト（PH-140, ディケ イエイチ社製）をカメラ映像に写し込み，同時に 同期信号を，A/D 変換ボードを介してコンピュー ターに取り込んだ．撮影されたビデオ画像をパー ソナルコンピューターに取り込み，ビデオ動作解 析システム（FRAME DIAS IV for Windows, ディ ケイエイチ社製）を用いて，毎秒 150 フレームで 全身 23 点（両下肢の足先・拇指球・かかと・外 果・腓骨頭・大転子，両上肢の肩峰突起・肘・手 首・中手骨および胸骨上縁・耳珠点・頭頂部）と 較正マーク（被験者の近傍 4 点）の 2 次元座標を 読み取った．画像から読み取った身体各部の座標 は，較正マークをもとに実長換算した後，最適遮 断周波数（6.0―10.5 Hz）を Wells and Winter（1980） の方法にもとづいて決定し，Butterworth Low-Pass Digital Filter を用いて平滑化した． 4． 算出項目 地面反力の波形から接地時間と滞空時間を算出 した．跳躍高は滞空時間と重力加速度を用いて， 自由落下に基づいた以下の公式を用いて算出した （Asmussen and Bonde-Petersen, 1974, p.386）．
跳躍高＝［1/8・g・（滞空時間）2, g ＝ 9.81 m/s2］ DJ-index は，跳躍高を接地時間で除すことによっ て算出した（図子ほか，1993，p.267）．また，伸 張負荷の増大に伴うドロップジャンプパフォーマ ンスの変化を選手別に評価するために，被験者 ごとに，0.3 m から 1.2 m までの 4 つの台高にお ける DJ-index による回帰直線を引き，Y ＝ aX ＋ b の傾き（a）を切片（b）で除すことによって， DJ-index に関する変化率（a/b）を算出した（高 松ほか，1989a；林ほか，2016）．DJ-index を力学 的に捉えると，踏切中の力学的パワーとして解 釈できる（図子ほか，1993，p.270；Tauchi et al., 2008, p.80）．そのため，a/b の値が正の値である ことは伸張負荷の増大に対して踏切中の力学的パ ワーが増大する傾向にあることであり，負の値が 大きいということは伸張負荷の増大に対して踏切 中の力学的パワーが顕著に減少する傾向にあるこ とを意味している．競技パフォーマンスは，専門 種目の記録を得点に換算し種目横断的に比較で きる IAAF Scoring Tables of Athletics 2011（Interna-tional Association of Athletics Federations, 2011，以下， 「IAAF Score」と略す）を用いて評価した． 下肢の関節角度を算出し，角度変位を時間微分 することで角速度を算出した．足関節は拇指球と 外果，腓骨頭と外果それぞれを結んだ線分，膝関 節は腓骨頭と外果，大転子と腓骨頭それぞれを結 んだ線分，股関節は大転子と腓骨頭，肩と大転子 それぞれを結んだ線分がなす角度と定義した．こ の時，角速度の正の値は伸展（底屈），負の値は 屈曲（背屈）を示すこととした． 各関節のキネティクスデータを算出するため に，足，膝および股関節で分割した 2 次元リンク セグメントモデルを構築した．本研究では，踏切 局面を身体重心の最下点を基準に，踏切前半局面 （Ecc. 局面）と踏切後半局面（Con. 局面）の 2 つ の局面に分けた．Free Body Diagram にもとづき， 各部分の近位端に作用するトルクを運動方程式に より求め，トルクと関節角速度の内積を関節トル クパワーとし，伸展（底屈）トルクによるトルク パワーを時間積分することで関節仕事を算出し た．関節トルクを算出する際には，地面反力デー タを半分にした値を用いた．関節仕事は，正と負 の仕事に分け，それぞれを下肢 3 関節の関節仕事 の総和で除すことによって，各関節の関節仕事の 割合（貢献度）を算出した．各セグメントの重心 や慣性モーメントについては，阿江（1996）の身 体部分慣性係数を用いた．なお，地面反力および 関節仕事は被験者の体重で規格化した． 5． 統計処理 各測定項目は平均値±標準偏差で示した．す べての項目において対応のある一元配置分散分析 を行い，F 値が有意であると認められた場合には Bonferroni の方法を用いて多重比較を行った．相 関係数は Pearson の方法を用いて算出した．なお， 有意水準は 5% とした． Ⅲ 結 果 Fig.1 には，各台高における DJ-index，接地時 間および跳躍高を平均値（Fig.1a）および選手別 （Fig.1b）に示した．平均値でみると，DJ-index に ついては，1.2 m の試技が他の台高による試技と 比較して有意に低いことが認められた．また，接 地時間については，台高の上昇に伴い長くなり， 1.2 m の試技が他の台高による試技と比較して有 意に長いことが認められた．跳躍高については台 高の上昇に伴う変化は認められなかった．一方， 選手別に見ると，台高の上昇に伴うパフォーマン スの変化には個人差が存在していた．そこで，台 高の上昇に伴う DJ-index の変化率（a/b）を指標 として，特徴的な傾向を示した 4 選手（Sub.A， Sub.B，Sub.C，Sub.D）の結果を示した．
Fig.2 には，各台高の Ecc. 局面および Con. 局面 における鉛直地面反力の最大値を平均値（Fig.2a） および選手別（Fig.2b）に示した．平均値でみると， Ecc. 局面については，1.2 m の試技が他の台高に よる試技と比較して有意に高値であることが認め られた．Con. 局面においては，1.2 m の試技が他 の台高による試技と比較して有意に低い値を示し た．一方，各台高の Ecc. 局面および Con. 局面に
おける鉛直地面反力を選手別にみてみると，いず れも平均値と同様のパターンを示した． Fig.3 には，各台高における下肢 3 関節の負お よび正の関節仕事を平均値（Fig.3a）および選手 別（Fig.3b）に示した．平均値あるいは選手別で みても，負の仕事は足関節がすべての台高におい て最も大きいことが示された．また，平均値でみ ると，足関節の負の仕事は台高の上昇に伴い大き くなり，0.6 m，0.9 m および 1.2 m の台高による 試技が 0.3 m による試技と比較して有意に大きい ことが認められた．膝関節の負の仕事は台高の上 昇に伴い有意に大きくなることが認められた．股 関節の負の仕事は台高の上昇に伴い大きくなる傾 向を示し，1.2 m の台高による試技が他の台高に よる試技と比較して有意に大きいことが認められ た．正の仕事についてはいずれの台高間において も有意差が認められなかった．一方で，選手別に みてみると，Sub.A は，台高の上昇に伴い下肢 3 関節の正の仕事が大きくなる傾向を示した．Sub. B は，すべての台高において足関節の正の仕事が 平均値よりも大きくなる傾向を示した．Sub.C は， 台高の上昇に伴い 0.6 m 以降において足関節およ び股関節の負の仕事が小さくなる傾向を示した． Sub.D は台高の上昇に伴い股関節における負およ び正の仕事が大きくなり，足関節における負およ び正の仕事が小さくなる傾向を示した． Fig.4 には，各台高における下肢 3 関節の負お よび正の貢献度を平均値（Fig.4a）および選手別
Fig.1 DJ-index, contact time, jump height on each dropping height.
（Fig.4b）に示した．その結果，負の貢献度につ いては，足関節がすべての台高において最も高い ことが認められた．しかしながら，足関節におけ る負の貢献度は台高の上昇に伴い低くなる傾向 を示し，1.2 m の台高による試技が 0.3 m および 0.6 m の台高による試技と比較して有意に低いこ とが認められた．膝関節の負の貢献度はいずれの 台高間において有意差が認められなかった．股関 節の負の貢献度は台高の上昇に伴い高くなる傾向 を示し，1.2 m の台高による試技が他の台高によ る試技と比較して有意に高いことが認められた． 一方，各台高における下肢 3 関節の負および正の 貢献度を選手別にみると，Sub.A は，台高が上昇 しても下肢 3 関節における貢献度に大きな変化は みられなかった．Sub.B は，すべての台高におい て足関節の貢献度が平均値よりも高くなり，台高
Fig.3 Joint work on the lower extremities on each dropping height.
が上昇してもこの特性に大きな変化はみられなか った．Sub.C は，すべての台高において，足関節 の負および正の貢献度が平均値よりも高くなり， 台高の上昇に伴い股関節における正の貢献度が低 い傾向を示した．Sub.D は台高の上昇とともに股 関節の負および正の貢献度が高くなり，足関節の 貢献度が低くなる傾向を示した．
Fig.5 には，IAAF score と各台高における DJ-index との関係を示した．その結果，1.2 m の試技 においてのみ，有意な正の相関関係が認められた （r ＝ 0.698，P < 0.05）．
Fig.6 には，IAAF score と DJ-index の変化率と の関係を示した．その結果，これらの間には有 意な正の相関関係が認められた（r = 0.662，P < 0.05）． Ⅳ 考 察 1. 台高の上昇に伴う運動特性の変化 台高の上昇に伴うドロップジャンプパフォーマ ンスの変化をみてみると，DJ-index は，1.2 m の 試技が他の台高による試技と比較して有意に低い ことが認められた（Fig.1a）．また，接地時間に おいても，1.2 m の試技が他の台高による試技と 比較して有意に長いことが認められた．一方，跳 躍高は，それぞれの台高間に有意差が認められな かった．これらの結果は，先行研究と類似した結 果を示し（高松ほか，1989b；図子ほか，1993）， 1.2 m の台高では，身体が受け止める運動エネル ギーが増大することによって，跳躍高は変化しな いが，接地時間が長くなるために DJ-index が低 くなることを示している．DJ-index は大きなエネ ルギーを発揮して高い跳躍高を獲得する能力と運 動遂行時間を短くする能力によって構成されてい ること，またこれらの能力は独立していることが 明らかにされている（図子ほか，1995）．したが って，1.2 m の台高の伸張負荷がより高い条件下 における試技では，主に運動遂行時間の優劣が DJ-index に影響することが考えられる．台高の上 昇に伴う運動エネルギーの増大は，着地直後，つ まり踏切前半局面で下肢筋群が強制的に伸張され ることによって身体重量を受け止めるエネルギー が増大することが理解できる．一方，踏切後半局 面で下肢筋群が短縮しながら力発揮を行う際の負 荷は身体重量であり，台高が上昇しても身体重量 には変化がないことが理解できる．したがって， 台高を上昇させることは，主に踏切前半局面の各
Fig.5 Relationships between IAAF score and DJ-index from each dropping
height.
種力学量に影響を与えることが推察できる．また， 1.2 m のより高い台高では，踏切前半局面の各種 力学量の特性が接地時間の増大や DJ-index の低 下に影響する可能性がある． そこで，踏切局面前半における両脚当たりにお ける地面反力の最大値をみると，台高の上昇に伴 い大きくなり，1.2 m では 131N/kg と体重の約 13 倍もの値になることが認められた（Fig.2a）．本研 究で用いたドロップジャンプは両脚であるが，片 脚当たりにすると，体重の約 6―7 倍に相当する 値である．一方，陸上競技の走幅跳や三段跳にお ける踏切時には極めて大きな地面反力が作用し， その値は片脚当たりにおいて体重の約 10 倍以 上になることが示されている（Plessa et al., 2010, p.418; Remey and Williams, 1985, p.235; Seyfarth et al., 1999, p.1261）．したがって，台高を 1.2 m まで 上昇させると，実際の跳躍種目の踏切時における 地面反力の大きさに近づけることができると考え られる． 次に，台高の上昇に伴う運動エネルギーの増大 が下肢 3 関節の力発揮特性に及ぼす影響について 検討したところ，足関節の関節仕事および貢献 度はすべての台高において他の関節よりも大き かった（Fig.3a および 4a）．これらの結果は，で きるだけ短い接地時間で高く跳ぶことを課題とす るドロップジャンプでは，足関節底屈筋群が最も 大きな仕事を行っているというこれまでの見解と 一致するものである（Bobbert et al., 1987a, p.342; 高 松 ほ か，1988b，p.60；Alkjaer et al., 2013, p.7; Marshall and Moran, 2013）．足関節周りには，ア キレス腱などの腱組織が存在しているために，股 関節と比較して筋に対する腱部の占める割合が大 きく，弾性エネルギーの貯蔵と再利用の働きによ って力を発揮する特性を有していると考えられて いる（図子ほか，1998）．このために，台高が上 昇し，1.2 m の高い台高からドロップジャンプを 行った場合においても，足関節に関与する筋・腱 の働きを利用して大きな力発揮を行うことができ ると考えられる．これに対して，下肢 3 関節の負 の関節仕事は台高の上昇に伴い大きくなる傾向が 示され （Fig.3a），特に 1.2 m の台高では，股関節 の負の仕事が他の台高と比較して有意に大きいこ とが示された．また，1.2 m の台高では，足関節 の負の貢献度が 0.3 m および 0.6 m の台高と比較 して有意に低く，股関節の負の貢献度が他の台高 と比較して有意に高いことが示された（Fig.4a）． これらの結果は，台高の上昇に伴い下肢 3 関節の 力発揮特性が増大することを報告している先行 研究の結果と一致するが（Bobbert, 1987b, p.343; Peng, 2011; 高松ほか，1989b；Viitasalo et al., 1998, p.435），1.2 m まで台高を上昇させると，相対的 に足関節の仕事が小さくなり，股関節の仕事が大 きくなることを示している．股関節には，大殿筋 や内転筋群などの大きな容積を持つ筋群が多数存 在し，自ら大きな力を発揮できる構造的および機 能的特性を有しているとされている（図子ほか， 1998，p.598）．また，膝関節は股関節と足関節の 中間に位置するために，自らが大きな力を発揮す るだけではなく，より上位の股関節が発揮した力 をより下位の足関節へと伝達する役割をしている とされている（図子ほか，1998，p.598）．このため， 台高の上昇に伴い大きな運動エネルギーを受け止 めるために，足関節だけではなく，より上位に位 置する股関節や膝関節の力発揮も大きくすること で，下肢関節全体出力とその関係性について補償 し合っていることが考えられる．さらに，1.2 m の台高のような伸張負荷がより高い条件下におけ る試技では，股関節がより動員されるようになり， 相対的に足関節の仕事が小さくなることが考えら れる．これらのことから，ドロップジャンプはい ずれの台高においても，足関節の力発揮が大きい 運動特性を有しているが，台高の上昇に伴いより 近位にある股関節や膝関節の働きが高まること， さらに 1.2 m の試技では，股関節による力発揮が 大きくなり，相対的に足関節の働きが小さくなる ことが示された． 2. 台高の上昇に伴うドロップジャンプパフォー マンスと競技パフォーマンスとの関係 跳躍選手における自己最高記録と各種台高に おける DJ-index との関係について検討した結果， 1.2 m からの台高の試技との間のみ有意な正の相
関関係が認められた（Fig.5）．陸上競技の跳躍種 目では体重の約 7―12 倍以上の大きな地面反力を 受けながら極めて短時間に踏切動作が遂行され る（Remey and Williams, 1985, p.235; Seyfarth et al., 1999, p1261）．上述の通り，1.2 m の台高からの試 技は本研究の実験試技の中で最も伸張負荷が大 きく，片脚当たりにすると，踏切時に体重の約 6 ―7 倍に相当する地面反力が生じる．また，ドロ ップジャンプパフォーマンスを評価する DJ-index は短い接地時間と高い跳躍高を獲得する能力の 2 つの変数から成り立っている指標である（図子， 1993）．これらのことから判断すると，競技パフ ォーマンスに優れる跳躍選手は高い伸張負荷条件 下において極めて短い時間で高いドロップジャ ンプパフォーマンスを発揮していたことが理解 できる．これまで報告されているドロップジャ ンプの測定では，SSC 運動の遂行能力を評価す るために，0.3―0.7 m の台高を用いることが推奨 さ れ て い る（Asmussen and Bonde-Petersen, 1974; Bobbert et al., 1987b; Byrne et al., 2010; Jensen et al., 1985; Komi et al., 1978; 伊坂ほか，1988；大高ほか， 1985；高松ほか，1988a；Walsh et al., 2004; 図子 ほか，1993）．しかしながら，本研究の結果から 判断すると，跳躍選手における SSC 運動の遂行 能力を適切に評価するためには，従来用いられて きた 0.3―0.7 m の台高を用いたドロップジャンプ だけでなく，1.2 m 程度の高い台高を用いたドロ ップジャンプを用いる必要性があることが考えら れる． 次に，跳躍選手における自己最高記録と 0.3 m から 1.2 m までのドロップジャンプによる DJ-index の変化率（a/b）との関係性について検討し た結果，これらの間には有意な正の相関関係が認 められた（Fig.6）．このことは，競技パフォーマ ンスに優れる跳躍選手は，台高の上昇に伴い大き な伸張負荷条件下になってもドロップジャンプパ フォーマンスが低下しないことを意味している． したがって，跳躍選手を対象に SSC 運動の遂行 能力を評価するためには，ある台高でのドロップ ジャンプパフォーマンスだけをみるのではなく， 複数の台高を組み合わせたドロップジャンプパフ ォーマンスの変化率にも着目する必要があると考 えられる． 以上のことから，陸上競技の跳躍選手を対象に SSC 運動の遂行能力を評価するためには，これま で用いられてきた台高よりもさらに高い 1.2 m 程 度の台高を用いること，加えて低い台高から高い 台高に至るまでの複数の台高を用いたドロップジ ャンプパフォーマンスの変化率に着目するべきで あることが示された． 3. 台高の上昇に伴う運動特性の選手別の変化 DJ-index を選手別にみると，平均的なパターン とは異なり，低い台高では高い DJ-index を示すが， 高い台高では低下傾向を示す選手や，台高の上昇 とともに下肢 3 関節の仕事および貢献度を増大さ せ，跳躍高を増大させることができる選手が存在 した．そこで本研究では，DJ-index の変化率（a/b） を指標として，特徴的な傾向を示した 4 選手（Sub. A，Sub.B，Sub.C，Sub.D）の特徴について検討した． Sub.A は本研究の中でも最も競技水準が高く， 世界ジュニア選手権などの国際大会でメダルを 獲得した選手であった．この選手は，他の選手 と比べて低い台高だけではなく（0.3 m：3.06 m/ s），高い台高においても DJ-index が高く（1.2 m： 3.15 m/s），DJ-index の変化率が最も低い選手で あった．また，台高の上昇とともに跳躍高が高 くなる傾向を示し，1.2 m の台高において最も高 い跳躍高を示していた（0.3 m：0.51 m，0.6 m： 0.51 m，0.9 m：0.54 m，1.2 m：0.58 m）．さらに， この選手における下肢 3 関節の力発揮特性をみて みると，台高が上昇しても下肢 3 関節における負 および正の貢献度に大きな変化が見られず，台高 の上昇に伴い足関節の負の貢献度が低くなり，股 関節の負の貢献度が高くなる平均的な傾向とは異 なる傾向を示した．したがって，Sub.A は，台高 が上昇し大きなエネルギーを受け止めることにな っても，下肢 3 関節の貢献度を変化させないこと によって跳躍高を高めていたことが考えられる． Sub.B は，Sub.A の次に DJ-index の変化率が低 い選手であった．この選手は，台高が上昇しても 足関節における負および正の貢献度が高い傾向を
示した選手であった．したがって，Sub.B は台高 が上昇して大きな運動エネルギーを受け止めるこ とになっても，足関節の力発揮を増大させること ができていたために，非常に短い接地時間で動作 を遂行できていたことが考えられる． Sub.C は，高校の全国大会出場レベルの選手 であった．この選手は，低い台高においては最 も高い DJ-index を示していたが（0.3 m：3.37 m/ s），台高の上昇に伴い低下する傾向を示していた （1.2 m：2.40 m/s）．またこの選手は，1.2 m の台 高で跳躍高が著しく低下していた．この選手にお ける下肢 3 関節の力発揮特性をみてみると，足関 節の負および正の貢献度が他の選手と比較して高 い傾向を示し，0.3 m，0.6 m，1.2 m の台高で最も 高い値を示していた．その一方で，股関節の正の 仕事は台高の上昇に伴い小さくなる傾向を示し， 台高の上昇とともに大きくなる平均的なパターン とは異なる結果を示していた．また，台高の上昇 とともに足関節の負の仕事も小さくなる傾向を示 していた．これらの結果から，Sub.C は台高が上 昇し大きなエネルギーを受け止める際に，大きな 力を発揮できる股関節の仕事を動員できなかった ために跳躍高が低下したことが考えられる． Sub.D は，本研究の中でも 2 番目に競技水準が 高く，高校の全国大会で優勝をしている選手で あった．この選手は，低い台高では高い DJ-index を示していたが（0.3 m：3.09 m/s），1.2 m の台高 では接地時間が著しく増加し，DJ-index が低下し ていた（1.2 m：1.63 m/s）．またこの選手は，台 高の上昇に伴い股関節の負および正の仕事が大き く，股関節の負および正の貢献度が高くなる傾向 を示した一方で，足関節における負および正の仕 事が小さくなり，足関節の貢献度が低下する傾向 を示した．これらの結果から，Sub.D は，台高の 上昇に伴い大きなエネルギーを受け止める際，足 関節の貢献度が低くなり，かつ股関節の負の仕事 が大きくなったことによって接地時間が著しく 増加したことが考えられる．さらに，Sub.D は競 技水準が高いにも関わらず，同じく競技力の高 い Sub.A とは特徴が異なっていた（Fig.6）．陸上 競技跳躍種目のパフォーマンスにおける構成要素 で考えると，ドロップジャンプのような鉛直方向 のリバウンド型ジャンプ運動におけるパワー発揮 は，下位に位置する基礎的能力とされている（藤 林ほか，2013；図子，2016）．したがって，Sub.D は， 鉛直方向のリバウンド型ジャンプ以外の構成要素 における能力に優れているとともに，鉛直方向の リバウンド型ジャンプにおけるパワー発揮能力を 高める必要があると評価することができる． 以上のことから，これまで用いられてきたある 台高のみではなく，高い台高を含む複数の台高を 用いて多段階式にドロップジャンプを行うことに よって，跳躍選手における SSC 運動の遂行能力 の特性をより詳細に評価することができると考え られる． Ⅴ まとめ 本研究では．高い競技パフォーマンス有する選 手を含む陸上競技の跳躍選手を対象にして，ドロ ップジャンプの台高を多段階式に変化させた場合 のドロップジャンプテスト（0.3 m，0.6 m，0.9 m および 1.2 m）を行わせた場合のパフォーマンス 変数と，その際に発揮される地面反力や下肢 3 関 節の力発揮特性の変化について検討した．大学男 子跳躍選手を対象にして，キネマティクスおよび キネティクスデータを算出した．主な結果は以下 の通りである． 1） 平均的な傾向をみると，DJ-index は，0.6 m で最も高値を示し，それよりも高い 1.2 m の 台高においては低下した．また，負の関節仕 事をみると，台高の上昇に伴い下肢 3 関節と もに大きくなる傾向を示したが，負の貢献度 は台高の上昇に伴い足関節において低くな り，股関節において高くなる傾向が示された． 2） 1.2 m の台高での DJ-index と競技パフォーマ ンスとの間には有意な相関関係が認められ た． ま た，0.3 m か ら 1.2 m ま で の DJ-index の変化率と競技パフォーマンスとの間には有 意な相関関係が認められた． 3）選手別にみると，平均的な傾向とは異なり， 低い台高では高い DJ-index を示すが高い台
高では低下する選手や，台高の上昇ととも に，下肢 3 関節の仕事および貢献度が増大し， これに伴って跳躍高も増大する選手が存在し た． これらの結果から，ドロップジャンプを用いて 優れた跳躍選手の SSC 能力を評価するためには， ある特定の台高を用いるだけではなく，高い台高 を含む数種類の台高を組み合わせて評価を行うこ とが必要であることが示唆された． 付記 多段階式ドロップジャンプテストは，図子浩二 先生（当時筑波大学教授，2016 年 6 月 2 日逝去） とともに開発した評価方法である．図子浩二先生 には，本論文を執筆するにあたり多大なるご指導 を賜りました．心より感謝するとともに，ご冥福 をお祈りいたします． 文 献 阿江通良（1996）日本人幼少年およびアスリートの身体 部分慣性係数．J. J. Sports Sci., 15(3): 155-162. Alkjaer, T., Meyland, J., Rafalt, P.C., Lundbye-Jensen, J.,
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Published online 2018/8/6
