土 江 寛 裕 Tsuchie, Hiroyasu 負荷可変走エルゴメータの開発とその応用

【課程内】 

博士（人間科学）学位論文   

負荷可変走エルゴメータの開発とその応用 

Development of resisted running ergometer   

and its applicability for the estimation of running ability.  

2008 年 1 月   

早稲田大学大学院  人間科学研究科   

土  江  寛  裕  Tsuchie, Hiroyasu 

研究指導教員：  福永  哲夫  教授 

目次   

第I章    緒論 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1 1 序    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1 2 研究小史    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1 2-1 走能力の定量化・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 2-2 スプリント走のパフォーマンス・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 2-3 トレッドミルを用いた走運動の定量化・・・・・・・・・・・・・・・・ 6 3 本研究の目的    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 7

第II章    走能力を評価する装置（走エルゴ）の開発・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 1 緒言    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 2 装置の構造    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 2-1 走行ベルト部の構造    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 2-2 力検出部の構造    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14 2-3 電磁ブレーキの特性    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14 3 走エルゴから得られる信号（ローデータ）と処理方法    ・・・・・・・・・ 15 3-1 ベルト速度（V）    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15 3-2 牽引力（F）    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16 3-3 パワー（P）    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16 3-4 一歩ごとの仕事量，パワーの算出    ・・・・・・・・・・・・・・・・ 17 4 結果および考察    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 17 5 まとめ    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 18

第III章   走エルゴを用いた力，速度，パワーの測定方法と再現性の検証    ・・・・・・ 25 1 緒言 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25 2 方法    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25

2-1 被検者    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25 2-2 実験方法    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25 2-3 データ処理    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26 2-4 統計処理    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26 3 結果    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26 4 考察    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 27 5 結論    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 28

第IV章   走エルゴを用いた，スプリント走のパフォーマンス評価    ・・・・・・・・・ 34 1 緒言    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 34 2 方法    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35 2-1 被検者    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35 2-2 実験方法    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35 2-3 統計処理    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 36 3 結果    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 36 3-1 走エルゴによる測定    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 36 3-2 グラウンド走での測定    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 36 3-3 走エルゴでの測定値とグラウンド走の関係    ・・・・・・・・・・・・ 37 4 考察    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 37 5 結論    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 38

第V章    総括論議    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 44 1 スプリント走能力の測定装置としての走エルゴ  ・・・・・・・・・・・・・ 44 2 走エルゴのトレーニングへの応用    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 45 3 走エルゴの機能のまとめ    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 47 第VI章   結論    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 51 第VII章  参考文献    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 52 第VIII章  謝辞    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 62

第 I 章   緒 論 １   序

  ス プ リ ン ト 走 は ， 加 速 局 面 ， 最 大 速 度 局 面 ， 減 速 局 面 の 3 つ に 分 け ら れ （ Delecluse ら1995 ）， ス プ リ ン ト 走 の パ フ ォ ー マ ン ス は 加 速 能 力 と ト ッ プ ス ピ ー ド ， 速 度 持 続 能 力 に よ り 決 定 付 さ れ る ．

  従 来 ， ス プ リ ン ト 走 の パ フ ォ ー マ ン ス の 規 定 因 子 を 評 価 す る 方 法 と し て ， 走 動 作 をVTRな ど に よ る 動 作 分 析 法 を 利 用 す る 方 法 ， あ る い は ， 圧 力 盤 法 を 用 い る 方 法 が 数 多 く 報 告 さ れ て い る （ Cavanagh ら   1977， 伊 藤 ら   1994， 福 田 と 伊 藤   2004な ど ）． し か し ， こ れ ら の 評 価 方 法 は 測 定 に 時 間 が か か る （ 伊 藤 ら   1994， 福 田 と 伊 藤   2004な ど ） な ど の 問 題 点 も あ る ．

一 方 ， 実 験 室 内 の 測 定 方 法 と し て ， 自 走 式 ト レ ッ ド ミ ル 法 の 活 用 を 試 み て い る 研 究 も あ る ｛ Lakomy   1986（ 図 1-1 ）， Falkら   1996， 柳 谷 2003（ 図 1-2 ）， Chellyと Denis   2001（ 図 1-3 ）， Funatoら 1999 な ど ｝． こ れ ら は 比 較 的 容 易 に 走 能 力 を 定 量 化 で き る が ， 分 析 値 と 実 際 の ス プ リ ン ト 走 パ フ ォ ー マ ン ス と の 関 係 な ど ， 明 ら か に な っ て い な い 点 も 多 い ．

そ こ で ， 本 研 究 で は ス プ リ ン ト 走 能 力 を 評 価 す る た め の 走 エ ル ゴ メ ー タ ー を 開 発 し ， そ れ に よ る パ フ ォ ー マ ン ス と の 関 係 を 明 ら か に し よ う と し た ．

２   研 究 小 史

2-1 走 能 力 の 定 量 化 1 ）   走 速 度 の 測 定

走 速 度 を 測 定 す る 試 み は 古 く か ら 為 さ れ て き た ．1927年 に は

Furusawa ら （1927） が ， マ グ ネ ッ ト と コ イ ル を 用 い ， 磁 石 を つ け た 被 験 者 が コ イ ル の 近 く を 通 過 し た 際 に コ イ ル に 発 生 す る 電 流 の 変 化 に 基 づ き ， 走 速 度 曲 線 が 記 録 で き る こ と を 報 告 し て い る ． 一 方 ， 鈴 木 ら

（1937 ）， 猪 飼 ら （1963） は ， 光 電 管 を 用 い て 走 速 度 変 化 を 測 定 し た ． ま た ， 被 験 者 に ヒ モ を 取 り 付 け ， ヒ モ が 引 き 出 さ れ る 速 度 を 測 定 す る こ と に よ り ， 走 速 度 の 経 時 変 化 を 測 定 し て い る 研 究 も 多 く み ら れ る

（ Best と Partridge   1928， 菅 原 と 前 田 1984 ， 深 代 ら 1997 ）． さ ら に 金 高 （2004） や 渡 木 ら （2000） は ， レ ー ザ ー 光 線 を 用 い た 速 度 測 定 装 置 （ 図 1-4 ） に よ り ， 走 者 の 走 速 度 の 詳 細 な 変 化 や ピ ッ チ お よ び ス ト ラ イ ド を 測 定 し て い る ． 最 近 で は ， 実 際 の 競 技 会 で 短 距 離 走 の 速 度 曲 線 を 記 録 す る 試 み も み ら れ る （ 阿 江 ら 1994 ）． 阿 江 ら （1994） は ， 1991年 の 世 界 陸 上 競 技 選 手 権 東 京 大 会 で ， ビ デ オ カ メ ラ を 用 い 実 際 の 短 距 離 走 レ ー ス の 速 度 を 測 定 し ， 100 ｍ 走 の 速 度 曲 線 を 明 ら か に し た ．   以 上 の よ う に ， グ ラ ン ド 走 に お け る 走 速 度 の 測 定 は ， 一 定 区 間 の 平 均 速 度 を 求 め る 方 法 と ， ヒ モ を 牽 引 し た り ， レ ー ザ ー 光 線 を 用 い て ， 走 速 度 を よ り 高 い サ ン プ リ ン グ 周 波 数 で 細 か く 分 析 す る 方 法 に よ っ て 行 わ れ て き た ． し か し ， 区 間 平 均 速 度 に よ る 速 度 測 定 で は ， そ の 間 の 一 歩 ご と の 小 さ な 速 度 変 化 を 知 る こ と が で き な い ． 一 方 ， ヒ モ や レ ー ザ ー 光 線 を 用 い た も の は ， ヒ モ の た る み や レ ー ザ ー 光 線 を 当 て る 場 所 な ど が 原 因 で ， 測 定 誤 差 が 生 じ る 可 能 性 が あ る ．

  Lakomy ら （1986） は ， 自 走 式 の ト レ ッ ド ミ ル 装 置 （ 図 1-1 ） を 用 い て ， 1 歩 ご と の 走 速 度 を 求 め 機 械 的 パ ワ ー を 算 出 し た ． Lakomy ら の 研 究 以 降 ， 同 様 の 報 告 が 多 く な さ れ ， 自 走 式 ト レ ッ ド ミ ル は 走 運 動 の パ ワ ー や 仕 事 量 の 定 量 化 に 用 い ら れ る よ う に な っ て き た （Forkら 1996 ，

Chellyと Denis 2001 ，Jaskolskaら 1999 ，Funatoら 1999 ）．

  グ ラ ウ ン ド に お け る 実 際 の 走 運 動 の 走 速 度 を 測 定 す る た め に は 大 掛 か り な 装 置 を 必 要 と す る ． し か し ， ト レ ッ ド ミ ル で の 測 定 で は 比 較 的 簡 便 に 走 速 度 を 測 定 す る こ と が で き ， 同 時 に さ ま ざ ま な 変 数 を 測 定 す る こ と が 可 能 で あ る ．

2 ） 走 運 動 に お け る ピ ッ チ と ス ト ラ イ ド

  各 種 の 走 速 度 で の ピ ッ チ ， ス ト ラ イ ド を 測 定 し た 研 究 に よ る と ， 比 較 的 遅 い 速 度 で は ス ト ラ イ ド に よ っ て 速 度 を 調 節 し ， 速 い 速 度 に な る と ピ ッ チ に よ っ て 速 度 が 調 節 さ れ る と い わ れ て い る （ 松 尾 と 福 永   1981，

Hogbreg 1952 ）．

短 距 離 走 の 加 速 局 面 で は ， ピ ッ チ は ほ ぼ 最 大 値 に 近 く ， ス ト ラ イ ド の 増 加 に よ っ て 加 速 さ せ る と し て い る （ 土 江 ら   2005， 阿 江 ら   1994）

阿 江 ら （1994） は ， 世 界 レ ベ ル の 競 技 会 に お い て ， ス プ リ ン ト 走 競 技 中 の ピ ッ チ ， ス ト ラ イ ド を 測 定 し た ． そ れ に よ る と ， ス プ リ ン ト 走 中 の ピ ッ チ と ス ト ラ イ ド の 組 み 合 わ せ は ， 選 手 に よ っ て 異 な り ， ま た ， そ の 10m毎 の 変 化 パ タ ー ン も ， い く つ か の パ タ ー ン に 分 か れ る ． 一 方 ， NelsonとGregor（1976） は ， 大 学 長 距 離 選 手 に 何 種 類 か の 走 速 度 で 走 行 さ せ ， そ の と き の ピ ッ チ と ス ト ラ イ ド を 4 年 間 縦 断 的 に 測 定 し た ． そ の 結 果 に よ る と ， パ フ ォ ー マ ン ス の 向 上 に 伴 っ て ， 多 く の 選 手 に ピ ッ チ の 向 上 が み ら れ た ． ま た ， な か に は ス ト ラ イ ド の 向 上 が み ら れ た 選 手 も い た が ， い ず れ の 場 合 も ト レ ー ニ ン グ に よ る 走 動 作 の 改 善 が な さ れ た も の と 考 察 さ れ て い る ．

  Correa（1989） は ，16名 の 長 距 離 走 者 を5000mパ フ ォ ー マ ン ス の 優 劣 に よ っ て 2 群 に 分 け ， 3 種 類 の 速 度 （ 4.5 ， 5.0 ，5.5m/s） に お け る 走 動 作 を 比 較 し て い る ． そ れ に よ る と ， い ず れ の 速 度 に お い て も ， パ フ ォ

ー マ ン ス の 高 い 群 は 足 底 屈 が 小 さ く ， 回 復 期 の 脚 の 前 へ の 回 復 動 作 が 速 い ．

  ま た ， 松 尾 と 福 永 （1981） は ， 短 距 離 走 者 と 長 距 離 走 者 を ジ ョ ギ ン グ か ら ス プ リ ン ト ま で の 速 度 で 走 行 し た と き の 地 面 反 力 を 分 析 し て い る ． そ の 結 果 ， 長 距 離 選 手 は 短 距 離 選 手 と 比 較 し て ピ ッ チ が 高 く ， ス ト ラ イ ド が 小 さ く ， そ の 要 因 と し て 接 地 の 衝 撃 を 抑 え ， 負 の パ ワ ー を 小 さ く す る た め で あ る と 考 え ら れ て い る ．

  Lakomy ら （1986） や 柳 谷 （2003） は ， 自 走 式 エ ル ゴ メ ー タ ー を 用 い て ， 1 歩 ご と の 速 度 変 化 か ら ピ ッ チ と ス ト ラ イ ド を 求 め ， 実 験 室 内 に お け る 走 運 動 に お い て の ピ ッ チ と ス ト ラ イ ド の 計 測 を 可 能 に し て い る ．   以 上 を ま と め る と ， ス プ リ ン ト 走 ， 持 久 走 に 関 わ ら ず ， ピ ッ チ と ス ト ラ イ ド の 組 み 合 わ せ が パ フ ォ ー マ ン ス に 与 え る 影 響 は 大 き い と い え る ． ま た ， 屋 外 で の 実 際 の 走 運 動 で は な く ， 自 走 式 エ ル ゴ メ ー タ ー を 用 い て の ピ ッ チ と ス ト ラ イ ド の 測 定 も 可 能 で あ り ， 走 運 動 の 評 価 方 法 と し て 有 用 で あ ろ う ．

2-2   ス プ リ ン ト 走 の パ フ ォ ー マ ン ス

Delecluse ら （1995） は ， ス プ リ ン ト 走 は ， 走 速 度 変 化 か ら 3 つ の 局 面 （ ① 加 速 局 面 ， ② ト ッ プ ス ピ ー ド 局 面 ， ③ 走 速 度 持 続 局 面 ） に 分 け ら れ る と し て い る ．

1) 加 速 局 面 に 関 す る 研 究

ス タ ー ト か ら 加 速 局 面 に 関 す る 研 究 例 と し て ， 小 松 ら （1995） は ス タ ー ト 後 の ８ ， ９ ， １ ０ ， １ １ 歩 目 に お い て ， パ フ ォ ー マ ン ス の 高 い 選 手 が よ り 大 き な キ ッ ク 力 を 発 揮 す る こ と が で き る と 報 告 し て い る ． ま た ， 福 田 と 伊 藤 （2004） は ， 加 速 過 程 に お け る 地 面 反 力 の 水 平 成 分 に 着 目 し ，

選 手 の パ フ ォ ー マ ン ス に か か わ ら ず ， 着 地 後 に 一 定 の 減 速 と 加 速 （0.20

〜 35m/s ） が 生 じ る と し て い る ． さ ら に 一 歩 に お け る 速 度 変 化 （ 加 速 ） が 歩 数 の 増 加 に 伴 い 減 少 し ， パ フ ォ ー マ ン ス の 高 い 選 手 は ， 高 い 速 度 に 対 す る 力 発 揮 能 力 が 高 い と い わ れ て い る ． 一 方 ，Chelly と Denis

（2001） は ， ト ル ク モ ー タ ー で 制 御 さ れ た ト レ ッ ド ミ ル を 用 い （ 図 1-3 ）， ベ ル ト 速 度 と ， 被 験 者 の 腰 に 取 り 付 け た ロ ッ ド を ひ く 力 の 積 に よ っ て ， 静 止 状 態 か ら 最 大 疾 走 速 度 に な る ま で の 平 均 パ ワ ー を 求 め ， パ ワ ー と 初 期 加 速 と の 間 に 高 い 相 関 関 係 が あ る こ と を 報 告 し て い る ．

2) 最 大 速 度 局 面 に 関 す る 研 究

陸 上 競 技 100 ｍ に お け る 最 大 疾 走 速 度 は ， パ フ ォ ー マ ン ス に 決 定 的 な 影 響 を 与 え る （ 渡 木 2000 ）． 最 大 疾 走 速 度 を 決 定 す る 要 因 と し て は ， 疾 走 動 作 （ 伊 藤 ら1994， 伊 藤 ら1998 ）， 地 面 反 力 （ 福 田 と 伊 藤   2004，

Weyと 2000 ）， 等 速 性 筋 力 （ 渡 邊 ら   2000 ）， 下 肢 の ス テ ィ フ ネ ス

（ McMahon と Chang 1990 ， Arampatizis ら 1999 ，Chelly と Denis 2001 ）， 筋 の 弾 性 特 性 （Cavagna ら 1971 ） な ど が 報 告 さ れ て い る ．   福 田 と 伊 藤 （2004） は ， ス タ ー ト か ら 1 ， 3 ， 5 ， 9 ，13，19歩 目 の 地 面 反 力 デ ー タ を 測 定 し ， 減 速 成 分 を な く す こ と で は 最 大 疾 走 速 度 増 加 に つ な が ら ず ， 相 対 的 に 自 分 に 対 し て 速 い 速 度 で 移 動 し て い る 地 面 に ， 加 速 力 が 発 揮 で き る か ど う か に よ っ て 最 大 疾 走 速 度 が 決 ま る と し て い る ． ま た ，Cavagna ら （1971） は ， 5m/s 前 後 よ り 速 く な る と ， 筋 の 弾 性 エ ネ ル ギ ー の 蓄 積 解 放 が 走 速 度 に 影 響 を 与 え て い る と 報 告 し て い る ． さ ら に   Chelly と Denis （2001） は ， 自 走 式 ラ ン ニ ン グ ト レ ッ ド ミ ル を 用 い て 測 定 し た パ ワ ー と ， そ の 場 ホ ッ ピ ン グ に よ っ て 求 め ら れ た 脚 の ス テ ィ フ ネ ス を 測 定 し て い る ． そ の 報 告 に よ る と ， 前 者 が 加 速 に ， 後 者 が 最 大 疾 走 速 度 と そ れ ぞ れ 相 関 が 高 い ．

3) 減 速 局 面 に 関 す る 研 究

  減 速 局 面 に つ い て は あ ま り 報 告 が 為 さ れ て い な い が ， こ の 局 面 で の 速 度 の 低 下 は ， ピ ッ チ の 低 下 に よ る と こ ろ が 大 き い （ 阿 江 ら   1994 ）． ま た そ の ほ か に ， 技 術 的 な 走 フ ォ ー ム の 変 化 （ 中 野 ら 1991 ， 土 江 ら 1997） や エ ネ ル ギ ー 代 謝 に 関 わ る 要 因 （ 八 田 2001 ） に よ っ て ， 走 速 度 の 減 速 が 引 き 起 こ さ れ る と 考 え ら れ る ．

  以 上 の 先 行 知 見 を ま と め る と ， ス プ リ ン ト 走 の パ フ ォ ー マ ン ス を 左 右 す る 要 因 と し て ， 以 下 の よ う な 点 が 挙 げ ら れ る ．

加 速 局 面 で は ， キ ッ ク 力 や パ ワ ー を 支 持 脚 に よ っ て 地 面 に 対 し て 発 揮 で き る か と い う こ と が ， そ の パ フ ォ ー マ ン ス を 左 右 す る と 考 え ら れ る ． 最 大 速 度 局 面 は ， 高 い 速 度 で 移 動 す る 地 面 に 対 し て ， ど れ だ け 力 を 加 え る こ と が で き る か ど う か と い う 点 （ 福 田 と 伊 藤   2004） と ， 短 時 間 で 大 き な 力 を 出 す た め の ， 下 肢 の 筋 や 関 節 の 弾 性 特 性 が 影 響 し て い る と 考 え ら れ る （ Cavagna 1971, Kubo 2000 ）． 減 速 局 面 で は ， ピ ッ チ や 疾 走 フ ォ ー ム を 維 持 す る た め の 筋 持 久 力 が 求 め ら れ る ． ス プ リ ン ト 走 に お い て は 高 い 速 度 に 対 す る 力 発 揮 能 力 や ， 力 と 速 度 の 積 で あ る パ ワ ー が ， パ フ ォ ー マ ン ス を 左 右 す る と 思 わ れ る ． し た が っ て ， ス プ リ ン ト 走 に お け る 速 度 と 推 進 力 の 関 係 を 測 定 す る こ と が ， ス プ リ ン ト 走 の パ フ ォ ー マ ン ス を 推 し 量 る 指 標 に な る と 考 え ら れ る ．

2-3   ト レ ッ ド ミ ル を 用 い た 走 能 力 の 定 量 化

  ト レ ッ ド ミ ル を 用 い た 走 能 力 の 定 量 化 の 試 み は こ れ ま で に い く つ か 見 ら れ る ．

  Lakomy （1986） は ， ラ ン ニ ン グ 中 の 機 械 的 パ ワ ー を 測 定 す る 自 走 式 ト レ ッ ド ミ ル を 考 案 し た ． 走 者 の 腰 に つ け た ベ ル ト に ワ イ ヤ ー を 取 り 付

け ， そ の ワ イ ヤ ー の 牽 引 力 と ， ト レ ッ ド ミ ル ベ ル ト の 速 度 の 積 を 求 め ， パ ワ ー を 算 出 し た ． ま た ，Falkら （1996） やChellyと Denis （2001） は ，

Lakomy の 方 法 を 発 展 さ せ ， ト ル ク モ ー タ ー に よ り ト レ ッ ド ミ ル ベ ル ト の 摩 擦 を 軽 減 さ せ ， よ り 正 確 に 走 運 動 中 の パ ワ ー を 測 定 し て い る ． さ ら にJaskolskaら （1999） は ， 調 節 で き る ブ レ ー キ 負 荷 装 置 が 取 り 付 け ら れ れ た 自 走 式 ト レ ッ ド ミ ル を 用 い て ， 走 運 動 中 の 走 速 度 ― 牽 引 力 関 係 を 測 定 し て い る ． そ の 結 果 に よ る と ， 自 転 車 エ ル ゴ メ ー タ ー （ McCartney ら 1983） の よ う に ， 力 ― 速 度 関 係 は 直 線 的 に な る と し て い る ． 単 一 の 筋 や 関 節 で は ， 力 （ ト ル ク ） と 速 度 （ 各 速 度 ） は 直 角 双 曲 線 状 の に な る

（Hill 1938） こ と が 知 ら れ て い る ． し か しJaskolska（1999） は ， 走 運 動 は 全 身 を 使 っ た 多 関 節 運 動 で あ り ， 多 く の 筋 や 関 節 が 複 雑 に 入 り 混 じ る た め ， 直 線 的 に な る と 述 べ て い る ．

  ト レ ッ ド ミ ル を 用 い た 測 定 で は ， 走 運 動 を 場 所 や 歩 数 に 制 限 さ れ る こ と な く 走 能 力 の 定 量 が 可 能 で あ り （ 柳 谷 2003 ）， 走 運 動 の 速 度 や ピ ッ チ ， ス ト ラ イ ド ， 力 学 的 仕 事 ， パ ワ ー な ど を ， よ り 簡 便 に 測 定 す る こ と が 可 能 で あ る ． ま た ， ト レ ッ ド ミ ル に よ っ て 測 定 さ れ る パ ワ ー と ス プ リ ン ト 走 の パ フ ォ ー マ ン ス の 関 連 を 検 討 し た 報 告 （ Funato ら2001，

Chellyと Denis 2001 ） は い く つ か 見 受 け ら れ る ． し か し , ト レ ッ ド ミ ル 法 に よ り 測 定 さ れ た 力 ― 速 度 関 係 と ス プ リ ン ト パ フ ォ ー マ ン ス と の 関 係 を 示 し た 研 究 は ， こ れ ま で の と こ ろ 無 い ．

３   本 研 究 の 目 的

  以 上 述 べ た よ う に ， ス プ リ ン ト 走 な ど の 走 能 力 を 定 量 化 す る 試 み は さ ま ざ ま な 方 法 で な さ れ て き た ． 走 運 動 に お け る キ ネ テ ィ ク ス を 分 析 す る た め に は ， ビ デ オ に よ る 動 作 分 析 や 圧 力 版 法 に よ る 方 法 が 一 般 的 で あ る

が ， 大 掛 か り な 実 験 設 定 や 多 く の 分 析 時 間 と 労 力 を 必 要 と す る ． ト レ ッ ド ミ ル や 走 エ ル ゴ メ ー タ ー を 用 い る と 比 較 的 簡 便 に 測 定 で き る が ， そ の 測 定 値 と 走 能 力 と の 関 係 は 明 ら か に さ れ て い な い ．

  そ こ で 本 研 究 で は ， 走 運 動 中 の 力 ― 速 度 ― パ ワ ー を 測 定 で き る 走 エ ル ゴ を 考 案 し ， そ の 測 定 方 法 を 検 証 す る こ と と ， そ の 測 定 値 の 再 現 性 を 確 認 す る こ と ， な ら び に 新 た に 考 案 し た 走 エ ル ゴ に お い て 得 ら れ る 変 数 と ス プ リ ン ト 走 と の 関 係 を 明 ら か に し す る こ と を 目 的 と し た ．

図 1-1   Lakomy （1986） に よ る ス プ リ ン ト ト レ ッ ド ミ ル

図 1-2   柳 谷 ら （2001 ）， Funatoら （1999） が 用 い た ， グ リ ッ プ に フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー を 取 り 付 け た ト レ ッ ド ミ ル と ， そ の 装 置 か ら 得 ら れ る 信 号 （ 柳 谷 ら 2001 ）

図 1-3   ト ル ク モ ー タ ー で ベ ル ト の 摩 擦 抵 抗 を 制 御 し た ト レ ッ ド ミ ル

（ Chellyと Denis   2001)

図 1-4   レ ー ザ ー 式 速 度 測 定 装 置 （ Laveg Sports ，Jen-Optic社 製 ） を 用 い た 速 度 測 定 の 様 子 （ 著 者 資 料 ）

第 Ⅱ 章   走 能 力 を 評 価 す る 装 置 （ 走 エ ル ゴ ） の 開 発

1 緒 言

こ れ ま で の 報 告 に よ る と 、 自 走 式 エ ル ゴ メ ー タ ー を 用 い る こ と に よ り ， 走 運 動 中 の 機 械 的 仕 事 量 や パ ワ ー ， 力 − 速 度 関 係 ， ピ ッ チ ・ ス ト ラ イ ド を 測 定 す る こ と が 可 能 で あ る （Falkら 1996, Funatoら 2001, Chelly と Denis 2001, 柳 谷 2003, Jaskolskaら 1999 ）． こ の 方 法 は ， 動 作 分 析 法 や キ ネ テ ィ ク ス 法 の よ う に ， 大 掛 か り な 実 験 装 置 や 複 雑 な 分 析 な ど に 制 限 さ れ る こ と な く ， 比 較 的 簡 単 に そ れ ら の 力 学 的 変 量 を 測 定 す る こ と が 可 能 で あ る ．

本 研 究 で は ， 新 た に ラ ン ニ ン グ エ ル ゴ メ ー タ ー （ 以 下 走 エ ル ゴ ） を 開 発 し た ． 本 章 で は 本 研 究 に 用 い た 走 エ ル ゴ の 構 造 や 機 能 に つ い て 述 べ る ．  

2 装 置 の 構 造

  本 装 置 （ 図 2-1 ） は 被 験 者 の 体 重 を 受 け 止 め ， 被 験 者 が 後 方 へ 蹴 る こ と に よ っ て 動 く ベ ル ト と ， ベ ル ト に 調 節 可 能 な 負 荷 を 与 え る 電 磁 ブ レ ー キ を 内 蔵 す る 走 行 ベ ル ト 部 ， お よ び 鉄 の ワ イ ヤ ー お よ び フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー で 構 成 さ れ る 力 検 出 部 の 2 つ の 部 分 で 構 成 さ れ る ．

2-1 走 行 ベ ル ト 部 の 構 造

  走 行 ベ ル ト の 走 行 面 は ， 幅580mm， 長 さ が 1100mm で あ り ， ベ ル ト の 最 前 部 お よ び 最 後 部 は ， 直 径168mmの ド ラ ム が 配 置 さ れ ， ベ ル ト を 動 か す と 前 後 の ド ラ ム が フ ラ イ ホ イ ー ル と し て 働 く ． 走 行 ベ ル ト 部 に は ト ル ク モ ー タ ー な ど の 動 力 な く ， 被 験 者 が ベ ル ト を 蹴 る こ と に よ っ て ベ ル ト は 回 転 す る ． 走 行 面 は 直 径 30mm の 細 い ド ラ ム （36本 ） で 支 え ら れ ， 被 験 者 の 体 重 を 支 え な が ら 摩 擦 負 荷 を 抑 え る 構 造 に な っ て い る ． ま た 最 前

部 の ド ラ ム の 軸 に は 電 磁 ブ レ ー キ が 取 り 付 け ら れ ， ベ ル ト の 負 荷 を 調 節 す る こ と が で き る ． さ ら に ， 最 前 部 の ド ラ ム に は ， ベ ル ト が 0.0336m 移 動 す る と 1 回 の 矩 形 波 を 発 す る パ ル ス ジ ェ ネ レ ー タ が 内 蔵 さ れ て い る ． こ の 信 号 は ， A/Dコ ン バ ー タ （PowerLab 16s， AD Instruments ） を 介 し て PC に 取 り 込 ま れ る ．

2-2 力 検 出 部 の 構 造

力 検 出 部 は ， 被 験 者 に 取 り 付 け る 腰 ベ ル ト ， そ れ に 接 続 さ れ る 鉄 の ワ イ ヤ ー お よ び フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー （LUR-A-1KNSA1， 協 和 電 業 ） で 構 成 さ れ る ． フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー は 走 エ ル ゴ と 前 後 の 壁 に 固 定 さ れ た 鉄 の フ レ ー ム に 接 続 さ れ て い る ． 被 験 者 の 腰 ベ ル ト と 固 定 さ れ た 鉄 フ レ ー ム を 結 ぶ ス ト ラ ッ プ は ， 長 さ は １ 〜1.3mの 範 囲 で 調 節 で き る ． フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー で 検 出 さ れ た 張 力 信 号 は ， ス ト レ イ ン ア ン プ （ DPM-305A ， 共 和 電 業 ） で 増 幅 し ， A/Dコ ン バ ー タ

（PowerLab 16s， AD Instruments ） を 介 し て ， サ ン プ リ ン グ 周 波 数 2kHz で PC に 取 り 込 ま れ る ．

2-3 電 磁 ブ レ ー キ の 特 性

電 磁 ブ レ ー キ （ 以 下 ブ レ ー キ ） は ， 走 行 ベ ル ト 部 を 前 後 で 支 え る 太 い ド ラ ム の 前 方 側 の 軸 に 取 り 付 け ら れ て い る （ 図 2-1 ）． ブ レ ー キ は 装 置

（ パ ウ ダ ー ブ レ ー キ ） に か か る 電 圧 に 比 例 し ，0.1volt単 位 で 調 節 す る こ と が で き る ．

図 2-2 は ， 0 volt （ ブ レ ー キ を 全 く か け て い な い ， ド ラ ム や ベ ル ト の 摩 擦 や 慣 性 負 荷 の み の 状 態 ） か ら １ volt ず つ ブ レ ー キ 電 圧 を 変 化 さ せ ， そ の と き に 装 置 の 上 を ゆ っ く り 歩 い た と き の 牽 引 力 で あ る ． ブ レ ー キ 電

圧 が 0 volt か ら 3 volt ま で は ベ ル ト 負 荷 は ほ と ん ど 変 化 せ ず ， 3 volt を 超 え る と ブ レ ー キ 電 圧 に 比 例 し て ベ ル ト 負 荷 は 増 加 し た ． し た が っ て ， 3 volt を 超 え る ブ レ ー キ 電 圧 は ， ベ ル ト 負 荷 と 直 線 的 な 比 例 関 係 に あ る と 考 え ， ベ ル ト 負 荷 は ブ レ ー キ 電 圧 で 表 す も の と し た ．

3 走 エ ル ゴ か ら 得 ら れ る 信 号 （ ロ ー デ ー タ ） と 処 理 方 法

走 行 ベ ル ト 部 の ベ ル ト の 変 位 を 示 す 矩 形 波 （ Pulse ） と ， 力 検 出 部 か ら フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー に よ っ て 測 定 さ れ る 牽 引 力 （F） の 信 号 は ， A/D 変 換 後 ， サ ン プ リ ン グ 周 波 数 2kHz で PC に 記 録 し ， 図 2-3 は 走 エ ル ゴ に よ っ て 記 録 さ れ る Pulse と Fの ロ ー デ ー タ を 示 し た も の で あ る ． そ れ ら よ り ， ベ ル ト の 速 度 （V ）， 牽 引 力 （F ）， パ ワ ー を 求 め る こ と が で き る ． 以 下 に そ れ ら の 算 出 方 法 を 記 し た ．

3-1 ベ ル ト 速 度 （V）

ベ ル ト 速 度 （V ） の 算 出 方 法 を 図 2-4 図 に 示 し た ．VはPulse1回 あ た り の 移 動 距 離 （ 0.0336m ） を ， 2 回 の Pulse の 立 ち 下 が り の 時 間 （ 図 中 T1 か ら T2 ） で 除 す こ と に よ り 求 め （ 式 ２ - １ ）， そ の 時 刻 は 二 つ の Pulse の 立 下 り の 中 点 （ 図 中X） と し た ．

1 2

0336 . ) 0

(V T T

Speed

Belt  = − ・ ・ ・ （ 式 2-1 ）

次 に 求 め ら れ た 速 度 を ス プ ラ イ ン 補 間 し ， 元 の デ ー タ の サ ン プ リ ン グ 周 波 数 （ 2kHz ） と 合 わ せ ， 同 期 さ せ た （ 図 2-4 △ 印 ）．

V の 典 型 的 波 形 （ 静 止 状 態 か ら の 全 力 ダ ッ シ ュ ） を 図 2-5 上 段 に 示 し

た ．

3-2 牽 引 力 （ F ）

  走 エ ル ゴ は ， 走 行 ベ ル ト を 被 験 者 が 蹴 る こ と に よ っ て 動 か す と ， そ の 反 作 用 を 腰 の ベ ル ト で 受 け て ， 牽 引 力 （ F） を 測 定 す る 構 造 に な っ て い る ． 一 歩 ご と の キ ッ ク に よ る ス パ イ ク 状 の 波 形 が 記 録 さ れ る が ， そ の ピ ー ク は 走 行 ベ ル ト 部 の 加 速 度 の ピ ー ク と 時 間 的 に 若 干 の ず れ が 生 じ る ． こ れ は キ ッ ク で 走 行 ベ ル ト 部 か ら 得 ら れ た 反 作 用 を ， 剛 体 で な い 身 体 を 介 し て ベ ル ト に 伝 え て い る た め に 生 じ た も の と 考 え ら れ る ． ま た ， Fは つ ね に 正 で あ っ た が ， こ れ は フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー が ， ス ト ラ ッ プ に よ り 被 験 者 に 取 り 付 け ら れ て い た た め で あ り ， 仮 に 牽 引 力 が ０ に な れ ば ス ト ラ ッ プ は た る ん で し ま い ， 物 理 的 に ０ 以 下 を 測 定 で き な い 構 造 に な っ て い る ．Fの 典 型 的 波 形 （ 静 止 状 態 か ら の 全 力 ダ ッ シ ュ ） を 図

2-5 中 段 に 示 し た ．

3-3 パ ワ ー （P ）

  本 章 3-1 ， 3-2 で 述 べ た 方 法 に よ っ てV お よ びF を 求 め ， そ れ ら の 積

（ 式 2-2 ） に よ り パ ワ ー （P） を 求 め た ．

  P[W]=F⋅V ・ ・ ・ （ 式 2-2 ）

Pの 典 型 的 波 形 （ 静 止 状 態 か ら の 全 力 ダ ッ シ ュ ） を 図 2-5 下 段 に 示 し た ．

3-4 一 歩 ご と の 値 の 算 出

  Pulse 信 号 か ら 本 章 3-1 の 手 順 に よ りV を 求 め ，Vを さ ら に 時 間 微 分 し ， ベ ル ト の 加 速 度 （A） を 算 出 し た （ 図 2-6 ）． 被 験 者 が ベ ル ト を 加 速 す る こ と で ，Aが マ イ ナ ス か ら プ ラ ス に 変 わ る 瞬 間 か ら ， 次 の マ イ ナ ス か ら プ ラ ス に 変 わ る 瞬 間 ま で を 1 歩 と し た ．

4   結 果 お よ び 考 察

  図 2 − 5 に 示 す よ う に ，V， F， Pい ず れ の 波 形 も 変 動 が 非 常 に 大 き か っ た ． こ れ は 左 右 差 に よ る も の や ， 姿 勢 の 微 妙 な バ ラ ン ス の 違 い に よ る も の で あ る と 考 え ら れ る ． こ れ ま で い く つ か の 研 究 で ， 同 様 の 装 置 を 用 い て 仕 事 量 ， パ ワ ー の 分 析 が 試 み ら れ て い る （ Lakomy 1986,

Jaskolska ら . 1999, Funato ら . 2001, Fork ら . 1996, Chelly & Denis 2001 ）． し か し ， い ず れ の 報 告 に お い て も Fの 変 動 は 大 き い ． そ の た め こ れ ら の 研 究 で は ， 数 秒 ， も し く は 数 歩 の 平 均 値 を 用 い て い る ． 本 研 究 に お い て も ，V ，Fお よ び Pの 値 は ， 6 歩 に お け る 平 均 値 を 用 い る こ と が 妥 当 で あ る と 考 え た ．

ま た ， 先 行 研 究 で は ， 腰 も し く は ハ ン ド ル に 取 り 付 け ら れ た フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー に よ っ て Fを 測 定 し て い る ． Lakomy （1986） は ， 腰 に 取 り 付 け た ス ト ラ ッ プ が で き る だ け 水 平 に な る よ う に 取 り 付 け て い る ． ま た ， そ の ほ か の 研 究 は （ Jaskolska ら . 1999, Fork ら . 1996,

Chelly & Denis 2001 ）， ス ト ラ ッ プ も し く は ロ ッ ド に 取 り 付 け ら れ た ゴ ニ オ メ ー タ ー に よ っ て ， そ の 角 度 を 求 め ， 角 度 か ら 牽 引 力 の 水 平 成 分 を 求 め て い る ．Futatoら （2001） は ， 装 置 に 固 定 さ れ た ハ ン ド ル に フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ ー を 取 り 付 け ， 水 平 成 分 の み 測 定 す る 構 造 に な っ て い る ． 本 研 究 に お い て は ， ス ト ラ ッ プ が 水 平 に な る よ う に ， 腰 に つ け た

ベ ル ト を 水 平 に な る 位 置 に 注 意 深 く 取 り 付 け た ． こ の 方 法 で は Lakomy

（1986） 同 様 ， 走 運 動 中 の 身 体 の 上 下 動 に よ り ， 引 っ 張 る 方 向 が 変 化 す る と 考 え ら れ る ． し か し ， ス ト ラ ッ プ の 長 さ は 1 〜 1.3m で あ り ， 走 行 中 の重 心 の 上 下 動 を6cm（Cavagna ら 1964 ） と 仮 定 す る と ， 上 下 動 に よ る 誤 差 は0.1%未 満 で あ り ， 無 視 で き る と 考 え ら れ る ．

５   結 論

  本 研 究 で 用 い る 走 エ ル ゴ メ ー タ （ 走 エ ル ゴ ） を 用 い て 走 速 度 （V ）， 牽 引 力 （F ）， 走 パ ワ ー （P） の 測 定 が 可 能 で あ っ た ． ま た ， 測 定 値 は 瞬 時 の 値 を 用 い ず ， 6 歩 分 程 度 の 平 均 値 を 用 い る こ と が 望 ま し い と 考 え ら れ た ．

PC PC

ベルト速度 ベルト速度 ストレインアンプ

ストレインアンプ

牽引力 牽引力

ADAD変換器変換器

フォーストランスデューサ フォーストランスデューサ

電磁式ブレーキ 電磁式ブレーキ

PC PC PC PC

ベルト速度 ベルト速度 ストレインアンプ

ストレインアンプ

牽引力 牽引力

ADAD変換器変換器 ベルト速度ベルト速度 ストレインアンプ

ストレインアンプ

牽引力 牽引力

ADAD変換器変換器

フォーストランスデューサ フォーストランスデューサフォーストランスデューサ フォーストランスデューサフォーストランスデューサ フォーストランスデューサ

電磁式ブレーキ 電磁式ブレーキ

図 2-1   走 エ ル ゴ の 写 真 （ 上 ） と 構 造 の 模 式 図 （ 下 ）．

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0

50 100 150 200 250

Pulling Force [N]

Magnetic Brake Voltage [V]

y = 13.73x - 13.08 p<0.0001

図 2-2   ブ レ ー キ 装 置 に か け ら れ る 電 圧 （ ブ レ ー キ 電 圧 ） と ベ ル ト に か か る 抵 抗 （ ベ ル ト 抵 抗 （R ）） の 関 係 を 表 す ． 0 か ら 3V ま で は ベ ル ト 抵 抗 は ほ と ん ど 変 化 し な い が ， 3V 以 上 で は ブ レ ー キ 電 圧 と ベ ル ト 抵 抗 は 直 線 的 な 比 例 関 係 に あ る ．

8 10 12 14 Time [sec]

Pulse

-100 0 100 200 300 400 500 600

Pulling Force(F) [N]

13.70 13.75 13.80 13.85

Pulse

Time [sec]

-100 0 100 200 300 400 500 600

Pulling Force (F) [N]

図 2-3  走 エ ル ゴ か ら 得 ら れ る 信 号 （ ロ ー デ ー タ ）

  上 段 は 走 エ ル ゴ か ら 導 出 さ れ る ２ つ の 信 号 （ フ ォ ー ス ト ラ ン ス デ ュ ー サ か ら の 力 お よ び パ ル ス ジ ェ ネ レ ー タ か ら の パ ル ス ） の ロ ー デ ー タ で あ る 。 下 段 は そ の 一 部 を 拡 大 し た も の で あ る 。

拡 大

80 90 100 110 120 130 140 150

20.045 20.05 20.055 20.06

time [sec]

Pulling Force [N]

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Belt Velocity [m/s]

Pulling Force [N]

Pulse

Belt Velocity of every pulse [m/s]

Splined Belt Velocity [m/s]

T1 T2

Y[Belt Speed] = 0.0336/(T2-T1) X[time] = T1+(T2-T1)/2

X

図 2-4 装 置 か ら 得 ら れ る 信 号 （ 拡 大 図 ） と ， そ の 処 理 方 法

◆ 印 は 力 ， 実 線 は ベ ル ト 変 位 を 示 す パ ル ス 信 号 の ロ ー デ ー タ で あ る ． 連 続 す る パ ル ス 信 号 立 下 り の 時 刻 （T1 と T2） の 間 隔 か ら 速 度 を 求 め ， そ の 中 点 の 時 刻（X）の 速 度（ 図 中 ■ 印 ）と し た ．さ ら に 力 の 検 出 さ れ た 時 刻 と 同 じ 時 刻 の 速 度 （ △ 印 ） を ス プ ラ イ ン 補 完 す る こ と に よ り 求 め た ．

0 2 4 6 8 1 0 1 2 - 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8

V [m/s]

T im e  [s e c ]

0 2 4 6 8 10 12

0 100 200 300 400 500 600

F [N}

Tim e [sec]

0 2 4 6 8 10 12

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

P [W]

Tim e [sec]

図 2-5  走 エ ル ゴ か ら 得 ら れ る 波 形 の 典 型 例 ． ブ レ ー キ 抵 抗 を か け ず に 静 止 し た 状 態 か ら 全 力 ダ ッ シ ュ を 行 っ た と き の V（ 上 段 ），F（ 中 段 ），P（ 下 段 ） の 波 形 ．

0 2 4 6 8 10 12 -20

0 20

A [m/s/s]

Time [sec]

4.0 4.2 4.4 4.6

-20 -10 0 10 20

A [m/s/s]

Time [sec]

T_step

図 2-6  ベ ル ト 加 速 度 （A） の 波 形 （ 上 段 ） と そ の 拡 大 図 （ 下 段 ）

第 Ⅲ 章   走 エ ル ゴ 法 に よ る 力 ， 速 度 ， パ ワ ー 測 定 の 再 現 性 の 検 証

1  緒 言

走 エ ル ゴ を 用 い る こ と に よ り ， ス プ リ ン ト 走 の よ う な ス ポ ー ツ パ フ ォ ー マ ン ス に お け る 力 （ 牽 引 力 （F）） ― 速 度 （ 走 速 度 （V）） 関 係 を 測 定 す る こ と が 可 能 で あ る と 考 え ら れ る（Jaskolska ら. 1999，Falk ら. 1996，Chelly

& Denis 2001）． 本 章 で は 第 Ⅱ 章 で 開 発 し た 走 エ ル ゴ を 用 い て ， 走 能 力 を 評 価 す る 方 法 （ 走 エ ル ゴ 法 ） を 検 討 し ， そ の 測 定 値 の 再 現 性 に つ い て 検 証 す る こ と を 目 的 と し た ．

2  方 法

２ − １   被 検 者

成 人 男 性 12 名 （ 年 齢 ：23.6±2.7 歳 ， 身 長 ：175.2±3.7cm， 体 重 ：75.8

±10.3kg） が 被 検 者 と し て 参 加 し た ． 被 検 者 は 本 研 究 の 内 容 ， 目 的 に つ い て 十 分 に 説 明 を 受 け た 上 で ， 署 名 に よ り 実 験 参 加 の 意 志 の 確 認 を し た ． こ の 研 究 は 早 稲 田 大 学 ス ポ ー ツ 科 学 学 術 院 研 究 倫 理 委 員 会 の 承 認 を 得 た ．

２ − ２   実 験 方 法

  被 検 者 は ， 走 エ ル ゴ を 用 い て ，3volt，4volt，6volt，9 volt，11 volt の 5 段 階 の 負 荷 （ そ れ ぞ れ ，42.5N，61.3N，98.8N，155.0N，192.5N） で 走 行 し た ． 負 荷 の 順 序 は ラ ン ダ ム と し た ． 測 定 を 実 施 す る 前 に ， 被 検 者 は そ の 動 作 に 慣 れ る た め に 十 分 な 練 習 を 行 っ た ． 被 検 者 は そ れ ぞ れ の 試 行 に お い て ， 静 止 状 態 か ら 徐 々 に 速 度 を 増 し ， 最 終 的 に 全 力 疾 走 に な る ま で 速 度 を 増 加 さ せ た ． 試 行 中 の ベ ル ト 速 度 は モ ニ タ リ ン グ さ れ ， ベ ル ト 速 度 が 定 常 状 態 に な っ て か ら 少 な く と も 3 秒 間 持 続 し た 後 ， 試 行 終 了 の 合 図 を 出 し た ．各 試 行 間 に は 少 な く と も 10 分 以 上 の 間 隔 を あ け た ．同 一 の プ ロ ト コ ル

に よ る 測 定 を 同 一 被 検 者 に 対 し て ，1 日 か ら 7 日 の 間 隔 を あ け て 2 回 行 っ た ．

２ − ３   分 析 方 法

  図 3-１ に 走 エ ル ゴ で 得 ら れ た V と F の 変 化 の 典 型 例 を 示 し た ． 分 析 は ， 連 続 す る 6 歩 の V が 最 大 に な る 区 間 を 分 析 対 象 区 間（Fig2 点 線 で 挟 ま れ た 部 分 ） と し た ． さ ら に ， 分 析 対 象 区 間 で の 平 均 ベ ル ト 速 度 を V， 平 均 の 牽 引 力 を F と し た ．

図 3-2 上 段 に ， そ れ ぞ れ の 負 荷 に お け る V，F を 示 し た ． V と F の 回 帰 直 線 を 求 め ， そ の 回 帰 直 線 を 外 挿 し ， F＝0 の と き の V を 推 定 最 大 走 速 度

（eVm a x） と し た （ 図 3-2 上 ）． さ ら に V・F の 積 を 求 め ，V に 対 す る パ ワ

ー （P） を 求 め た ． V に 対 す る P を 2 次 曲 線 に 回 帰 し ， そ の 最 大 値 を 走 エ ル ゴ に お け る 推 定 ピ ー ク パ ワ ー （ePm a x） と し た （ 図 3-2 下 ）．

ま た ，以 上 の よ う な 実 験 プ ロ ト コ ル お よ び 分 析 方 法 を 走 エ ル ゴ 法 と し た ．

２ − ４   統 計 処 理

  2 回 の 走 エ ル ゴ 法 に よ っ て 得 ら れ た 測 定 値 に つ い て は ， 級 内 相 関 係 数

（Intraclass Correlation Coefficient：ICC）を 求 め ，ICC>0.8 を 以 っ て 十 分 な 再 現 性 が あ る と 判 断 し た （Vincent 1995）．

3  結 果

図 3-4 に 各 負 荷 に お け る 2回 の 測 定 値 お よ び ICC，図 3-5 に 測 定 値 と ICC を 示 し た ．

ベ ル ト 負 荷 の 増 加 に 伴 い ，F と P は 増 加 し ，V は 低 下 し た ． そ の 傾 向 は 1 回 目 ，2 回 目 と も に 同 様 で あ っ た ．

2 回 の 測 定 に お い て 各 負 荷 で 観 測 さ れ た V，P は ，そ れ ぞ れ ICC>0.840， ICC>0.802 で あ っ た （ 図 3-3）．F は 2 回 の 測 定 に お い て 再 現 性 は 低 か っ た

（ICC＝0.42〜0.78）．F-V の 関 係 を 図 3-4 に 示 し た ．5 種 類 の 負 荷 に お け る V お よ び F の 関 係 を 直 線 回 帰 し た と き の 相 関 係 数 は ， 平 均 で r=-0.999 で あ っ た ． 相 関 係 数 は す べ て の 被 検 者 の す べ て の 試 行 に お い て ，r<-0.997 で あ り ，F-V 関 係 は 直 線 性 が 非 常 に 高 い 関 係 と し て 表 れ た ．

V-F 関 係 か ら 求 め ら れ る eVmax は ， 高 い 再 現 性 （ICC＝0.860） が 確 認 さ れ た ． 同 様 に ，V-P 関 係 か ら 求 め ら れ る ePmax も ICC は 0.929 で ， 再 現 性 は 高 か っ た （ 図 3-5）．

4  考 察

  走 エ ル ゴ 法 で 測 定 さ れ た V お よ び P に は 十 分 な 再 現 性 が 確 認 で き た ． Jaskolska ら （1999） の 研 究 で は ， 速 度 の ICC は 0.81〜0.91， パ ワ ー に つ い て は 0.76〜0.94 で あ っ た ． 本 研 究 で は V の ICC は 0.849〜0.929，P の ICC は 0.802〜0.958 で あ り ，Jaslolska ら （1999） の 報 告 よ り も 高 か っ た ． し た が っ て ， 本 研 究 に お け る 走 エ ル ゴ の 測 定 値 は ， 高 い 再 現 性 を 持 つ と 考 え ら れ る ． ま た ，F-V 関 係 の 回 帰 式 か ら 求 め ら 得 る eVmax，ePmax に も ， 同 様 に 高 い 再 現 性 が み ら れ た ．

V-F の 間 に 直 線 関 係 が 見 ら れ た ． こ れ は Jaskolska ら（1999）が 同 様 の 自 走 式 ト レ ッ ド ミ ル を 用 い て お こ な っ た 報 告 と 同 様 で あ っ た ．Jaskolska ら は ， 単 関 節 運 動 で は 直 角 双 曲 線 状 の 関 係 に あ る F-V 関 係 が ， 多 く の 筋 や 関 節 が 関 与 し た 多 関 節 運 動 ， も し く は 今 回 の よ う な 全 身 運 動 で は ， そ れ ぞ れ の 筋 が 相 互 に 作 用 し あ っ て 直 線 的 に な る と し て い る ． 今 回 F-V 関 係 が 直 線 関 係 で あ っ た こ と に 対 し て の ， 同 様 の 理 由 が あ て は ま る と 考 え ら れ る ． ま た こ れ は ，F-V 回 帰 直 線 を 外 挿 し て 求 め る eVmax の 算 出 方 法 を 支 持 す る

も の で も あ る と 考 え ら れ る ．

ま た ，F は 接 地 期・空 中 期 に 関 わ ら ず ，常 に 0 を 下 回 ら な か っ た（ 図 2-5）．

走 エ ル ゴ で の 走 行 は ， グ ラ ウ ン ド 走 と 異 な り ， ト レ ッ ド ミ ル 上 で 動 作 を 行 っ て い る た め ， 実 際 に 身 体 重 心 を 前 方 へ は 進 め て い な い ． し た が っ て ， 重 心 よ り 前 方 へ 着 地 し て も ， 重 心 の 減 速 は 起 こ ら ず ， グ ラ ウ ン ド 走 で み ら れ る よ う な 減 速 局 面 は 存 在 し な い と 推 測 さ れ る ． ま た ， 空 中 期 に お い て も 0 を 越 え る F が 検 出 さ れ た の は ， 空 中 期 に お い て ， ス イ ン グ 脚 や 腕 が 身 体 重 心 に 対 し て す ば や く 前 に 回 復 さ れ る こ と な ど に よ り ， そ の 反 力 が ス ト レ イ ン ゲ ー ジ に 伝 わ り ， 牽 引 力 と し て 検 出 さ れ た と 考 え ら れ る ．

5  結 論

  走 エ ル ゴ 法 に よ っ て 測 定 さ れ た 走 運 動 中 の F-V 関 係 は ， 直 線 性 の 高 い 関 係 で あ る こ と が わ か っ た ． ま た ， 走 エ ル ゴ 法 で の 測 定 値 お よ び そ れ ら か ら 算 出 さ れ る ePmax お よ び eVmax の 再 現 性 の 検 討 を 行 っ た 結 果 ， 走 エ ル ゴ 法 に お け る V，P お よ び eVmax，ePmax に は 高 い 再 現 性 が 確 認 さ れ た ．

図 3-1  ベ ル ト 負 荷 3volt，4 volt，6 volt，9 volt，11 volt に お け る ベ ル ト 速 度 （V） お よ び 牽 引 力 （F） の 波 形 の 典 型 例 ．

0 2 4 6 8

11volt 6volt

4volt 3volt

V [m/s]

9volt

0 200 400 600 800 1000

F [N]

: Period of analysis Time [sec]

0       2       4       6       8 0       2       4       6       8

0       2       4       6       8 0       2       4       6       8

0       2       4       6       8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0

200 400 600 800 1000 1200

 Obtained Data

y = -48.929x² + 445.69x R² = 0.9943

P [W]

V [m/s]

ePmax

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

 Obtained Data

F [N]

y = -49.113x + 446.78 R² = 0.9992

eVmax

図 3-2  上 部 パ ネ ル ；5 段 階 の 負 荷 に お け る F と V の 関 係 の 典 型 例. す べ て の 被 験 者 に お い て 高 い 相 関 関 係 が 見 ら れ た（r>.973）．そ し て ，そ の 回 帰 直 線 を 外 挿 し ，F＝0 の と き の V を eVmax と し た ． 下 部 パ ネ ル ；5 段 階 の 負 荷 に お け る V と P の 関 係 ．V と P を 2 次 関 数 で 回 帰 し ，そ の 最 大 値（ 図 中 ☆ 印 ） の P を ePmax と し た ．

図 3-3  各 負 荷 に お け る F お よ び P の 2 回 の 測 定 値 お よ び 級 内 相 関 係 数

（ICC）

2 3 4 5 6 7 8

2 3 4 5 6 7 8

3volt (0.849) 4volt (0.926) 6volt (0.929) 9volt (0.928) 11volt (0.861)

V

1 回目 [m/s]

2 回目 [m/s] _(ICC)

2 3 4 5 6 7 8

2 3 4 5 6 7 8

3volt (0.849) 4volt (0.926) 6volt (0.929) 9volt (0.928) 11volt (0.861)

V

1 回目 [m/s]

2 回目 [m/s] _(ICC)

400 600 800 1000 1200

400 600 800 1000 1200

3volt (0.802) 6volt (0.871) 6volt (0.871) 9volt (0.946) 11volt (0.957)

P

2 回目 [W]

1 回目 [W]

(ICC)

400 600 800 1000 1200

400 600 800 1000 1200

3volt (0.802) 6volt (0.871) 6volt (0.871) 9volt (0.946) 11volt (0.957)

P

2 回目 [W]

1 回目 [W]

(ICC)

3 4 5 6 7 50

100 150 200 250

F [ N ]

V [m/s]

y=-51.16x+425.35 r=-0.999

p<0.001

図 3-4  ベ ル ト 速 度 （V） と 牽 引 力 （F） の 関 係 （ 平 均 値 と SD）

図 3-5  走 エ ル ゴ 法 の 2 回 の 測 定 に よ っ て 求 め ら れ た 推 定 値 と 級 内 相 関 係 数 （ICC）

6 7 8 9 10

6 7 8 9 10

ICC=0.860

eVmax

1 回目 [m/s]

2 回目 [m/s]

6 7 8 9 10

6 7 8 9 10

ICC=0.860

eVmax

1 回目 [m/s]

2 回目 [m/s]

600 800 1000 1200

600 800 1000 1200

ICC=0.929

ePmax

1 回目 [W]

2 回目 [W ]

600 800 1000 1200

600 800 1000 1200

ICC=0.929

ePmax

1 回目 [W]

2 回目 [W ]

第 Ⅳ 章   走 エ ル ゴ 法 を 用 い た ス プ リ ン ト 走 の パ フ ォ ー マ ン ス 評 価

1 緒 言

  走 運 動 中 の 走 速 度 と 推 進 力 及 び パ ワ ー を 簡 易 に 測 定 す る こ と を 目 的 と し た 自 走 式 ト レ ッ ド ミ ル を 用 い た 研 究 は い く つ か 見 受 け ら れ る （Lakomy 1986, Jaskolska ら. 1999, Funato ら. 2001, Fork ら. 1996, Chelly と Denis 2001）．そ れ ら の 結 果 に よ る と ，自 走 式 ト レ ッ ド ミ ル に よ っ て 測 定 さ れ た 測 定 値 は ， 実 際 の ス プ リ ン ト 走 の パ フ ォ ー マ ン ス と 有 意 な 関 係 が あ る と 報 告 さ れ て い る ．例 え ば Funato ら.（2001）は ，自 走 式 走 ト レ ッ ド ミ ル を 用 い ， 走 パ ワ ー と 走 パ フ ォ ー マ ン ス （50m 走 タ イ ム ） と の 間 の 有 意 な 相 関 関 係 を 報 告 し て い る ． し か し ，Funato ら （2001） に よ っ て 採 用 さ れ て い る ト レ ッ ド ミ ル で は ， 両 手 で ハ ン ド ル を 握 っ た 状 態 で の 走 運 動 で あ る こ と ， ト レ ッ ド ミ ル の 慣 性 や 摩 擦 な ど に よ る 特 有 の 負 荷 を 変 更 す る こ と が で き な い こ と な ど の 要 因 の た め ， 測 定 値 は 体 重 な ど の 影 響 を 受 け ， 実 際 の 走 能 力 を 評 価 す る に は 充 分 で な い （Lakomy 1986） と 考 え ら れ る ． ま た ， Jaskolska ら （1999） は ト レ ッ ド ミ ル ベ ル ト の 負 荷 を 変 化 さ せ る こ と の で き る 自 走 式 ト レ ッ ド ミ ル を 用 い て ， 各 種 速 度 で の 力 を 測 定 し ， 走 動 作 の 力

− 速 度 関 係 が 直 線 関 係 に あ る こ と を 報 告 し て い る ． し か し ，Jaskolska ら

（1999） の 研 究 に お い て は ， そ の 力 ― 速 度 関 係 と 実 際 の 走 能 力 と の 関 係 に つ い て 何 ら 明 ら か に さ れ て い な い ． 一 方 ，Chelly と Denis（2001） は ， 摩 擦 抵 抗 を 軽 減 さ せ る ト ル ク モ ー タ ー を 搭 載 し た 自 走 式 走 ト レ ッ ド ミ ル を 用 い て ， 走 パ ワ ー を 測 定 し ， グ ラ ウ ン ド 上 で の ス プ リ ン ト 走 の ス タ ー ト 直 後 の ス ピ ー ド の 立 ち 上 が り （Initial Acceleration） と の 間 に 正 の 相 関 関 係 が あ っ た こ と を 報 告 し て い る ． し か し ， 彼 ら の 求 め た 走 パ ワ ー は ， 静 止 し た 状 態 か ら 速 度 が 最 大 に な る ま で の パ ワ ー の 平 均 値 を 採 用 し て お り ， 走 運 動 中 の 力 ― 速 度 関 係 に つ い て は 論 じ て い な い ．

そ こ で 本 章 で は ， 走 エ ル ゴ 法 を 用 い ， 走 速 度 と 推 進 力 お よ び パ ワ ー と の 関 係 を 明 ら か に す る と と も に ， 実 際 の グ ラ ウ ン ド 走 で の 加 速 度 ， 最 大 速 度 な ど の ス プ リ ン ト 能 力 と の 関 係 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 と し た ．

2 方 法 2 - 1 被 検 者

実 験 に は 健 常 な 男 性 9名（ 年 齢:19-25歳,22.6±2.1 歳 ，身 長:175.3±4.1cm，

体 重:74.1±9.3kg） が 参 加 し た ． 被 検 者 は 実 験 の 手 順 お よ び 危 険 性 に つ い て 十 分 に 説 明 を 受 け ， 書 面 に よ り 研 究 へ の 参 加 の 承 諾 を 得 た ． ま た ， こ の 研 究 は 早 稲 田 大 学 ス ポ ー ツ 科 学 学 術 院 研 究 倫 理 委 員 会 の 承 認 を 得 た ．

2 - 2 実 験 方 法

1）   走 エ ル ゴ で の 測 定

  走 エ ル ゴ に よ る 測 定 は ， 第 Ⅲ 章 と 同 様 の 方 法 （ 走 エ ル ゴ 法 ） で 行 っ た ． そ れ に よ り ，各 負 荷 に お け る F，V，P と ，F-V 関 係 ，F-P 関 係 か ら そ れ ぞ れ 得 ら れ る eVmax，ePmax を 求 め た ．

2）   グ ラ ウ ン ド 走 パ フ ォ ー マ ン ス の 測 定

  被 検 者 は 屋 外 の 陸 上 競 技 全 天 候 走 路 に お い て ，60m の 全 力 疾 走 を 行 っ た ． 被 検 者 は ス パ イ ク ピ ン の 装 着 さ れ て い な い 通 常 の 運 動 用 シ ュ ー ズ を 着 用 し ， ス タ ー テ ィ ン グ ピ ス ト ル は 利 用 せ ず ， ス タ ン デ ィ ン グ ス タ ー ト の 姿 勢 か ら 自 分 の タ イ ミ ン グ で ス タ ー ト さ せ た ．疾 走 中 は 被 検 者 の 後 方 よ り レ ー ザ ー 式 走 速 度 測 定 装 置（LAVEG Sport LDM-300C, JEN OPTIC）に よ り ， サ ン プ リ ン グ 周 波 数 100Hz で 変 位 を 測 定 し ，時 間 微 分 す る こ と に よ り 速 度 に 変 換 し た ． 速 度 は 0m か ら 60m ま で 5m ご と 12 地 点 の 走 速 度 （gV） を

求 め た ．ま た ，さ ら に も う 一 度 時 間 微 分 し ，gV と 同 様 に 5m 毎 の 地 点 の 加 速 度（gA）を 求 め た ．ま た ，5mご と の gVと gAそ れ ぞ れ の 最 大 値 を gVmax， gAmax と し た ．

2 - 3  統 計 処 理

本 研 究 に お け る パ ラ メ ー タ 間 の 相 関 関 係 は ，ピ ア ソ ン の 相 関 係 数 を 用 い て 検 証 さ れ ， そ の 相 関 関 係 の 統 計 的 信 頼 度 を p<0.05 で 有 意 と し た ．

3 結 果

3 - 1 走 エ ル ゴ 法 に よ る 測 定

  表 4-1 に V，F，P お よ び そ の 回 帰 式 か ら 二 次 的 に 求 め ら れ た パ ラ メ ー タ ー （eVmax，ePmax） を ま と め た ．eVmax は 平 均 8.25（ ±0.89）m/s， ePmax は 平 均 856.47（ ±135.01）W で あ っ た ．

3 - 2 グ ラ ウ ン ド 走 で の 測 定

  グ ラ ウ ン ド 走 で の 最 大 走 速 度（gVmax）は 平 均 8.91（ ±0.75） m/s で あ っ た ． グ ラ ウ ン ド 走 で の 5m ご と の 走 速 度 （gV）， 加 速 度 （gA）， お よ び そ れ ぞ れ の 最 大 値（gVmax，gAmax）を 図 4-1 に 示 し た ．gV は ス タ ー ト 後 か ら 急 激 に 高 ま り ，40m 前 後 で 最 大 値 （gVmax） が 見 ら れ た ． ま た gA は す べ て の 被 検 者 に お い て ス タ ー ト 直 後 の 0〜5m 地 点 で 最 大 値（gAmax）を 記 録 し ， そ の 後 低 下 し た ．40m 付 近 の gVmax 出 現 後 は ， い ず れ の 選 手 の gA も 負 に な り ，走 速 度 は 減 少 し た ．gAmax は 平 均 5.55（ ±0.63）m/s² で あ っ た ．

3 - 3 走 エ ル ゴ 法 で の 測 定 値 と グ ラ ウ ン ド 走 の 関 係

表 4-2 に 走 エ ル ゴ 法 の 測 定 値 か ら 推 定 さ れ た eVmax と ePmax の 値 と ， グ ラ ン ド 走 に お け る gV，gA の 最 大 値 と の 間 の 相 関 係 数 を 示 し た ．

  eVmax は グ ラ ウ ン ド 走 速 度 の gV の 12 地 点 す べ て と ，最 大 値（gVmax， 図 4-2）と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 が 認 め ら れ た ．相 関 係 数 は gVmax が 出 現 す る 40m 付 近 か ら ゴ ー ル に か け て 高 く な る 傾 向 に あ っ た （ 表 4-2）． ま た ， gAmax と 5m か ら 30m ま で と ，40m 地 点 ，60m 地 点 に お け る gA と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 が み ら れ た ．

ePmaxは gVmax お よ び 5mご と の gV す べ て と 有 意 な 相 関 関 係 が み ら れ た ．ま た ，gAmax と ，5m〜30m，40m 地 点 に お け る gA と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 が 認 め ら れ ， 特 に 5m〜30m の 加 速 局 面 に お い て 高 い 相 関 係 数 が 得 ら れ た （ 表 4-2）．

4 考 察

eVmax お よ び ePmax は ，5〜60m す べ て の 地 点 の gV と ，gVmax と の 間 に 統 計 的 に 有 意 な 相 関 関 係 が 認 め ら れ た ． こ れ に よ り ， 走 エ ル ゴ に よ っ て 求 め ら れ る パ ラ メ ー タ が グ ラ ン ド 走 の パ フ ォ ー マ ン ス を 反 映 し て い る こ と が 確 認 さ れ た ．eVmax は ePmax に 比 べ て ，走 速 度 が 最 大 に 近 い 地 点（30m

〜60m） に お い て の 相 関 係 数 が 高 く ，gVmax に つ い て は ePmax よ り 高 い 相 関 係 数 を 示 し た （ 図 4-2）．eVmax は F−V 関 係 か ら 考 え る と ，F が 0 に な る と き の V， す な わ ち ， 走 エ ル ゴ 上 で そ の 速 度 以 上 で ベ ル ト が 移 動 す る と 牽 引 力 を 発 揮 す る こ と の で き な い 計 算 上 の V で あ り ， 走 エ ル ゴ 上 で の 最 大 の 走 速 度 を 表 し て い る と 考 え ら れ る ． し か し ，gVmax は 平 均 8.91（ ± 0.75） m/s で あ っ た の に 対 し ，eVmax は 平 均 8.25（ ±0.89）m/s で あ っ た ． ま た eVmax は gVmax よ り 有 意 に 小 さ か っ た ． ベ ル ト 速 度 は ， 非 支 持 期 に

は ブ レ ー キ 装 置 の 抵 抗 に よ っ て 減 速 し て し ま う た め ， 接 地 期 に 再 び 加 速 さ せ な け れ ば な ら な い ． そ の ブ レ ー キ 装 置 に よ る ベ ル ト 速 度 の 減 速 と 被 検 者 が ベ ル ト を 蹴 る こ と に よ る 加 速 と の バ ラ ン ス の 取 れ た と こ ろ で ベ ル ト 速 度 が 定 常 と な る と 考 え ら れ る ． グ ラ ウ ン ド 走 に お い て は ， 非 支 持 期 に お け る 重 心 速 度 は ， 空 気 抵 抗 で 減 速 さ せ ら れ る が ， そ れ は 走 エ ル ゴ 上 で の ブ レ ー キ 抵 抗 に よ る 減 速 よ り は 小 さ い と 考 え ら れ る ． し た が っ て 非 支 持 期 に お け る ブ レ ー キ 抵 抗 に よ る ベ ル ト 速 度 の 減 速 が ， 走 エ ル ゴ に お け る eVmax が gVmax に 対 し て 過 小 評 価 さ れ て い た 原 因 で あ る と 考 え ら れ る ．し た が っ て ， eVmax は グ ラ ウ ン ド 走 に お け る 走 能 力 ，特 に 最 大 走 速 度（gVmax）を 評 価 す る 指 標 と な り う る こ と が 示 唆 さ れ た ．

一 方 ，ePmax は eVmax と 比 較 し て ，gV の す べ て の 区 間 に 相 関 が み ら れ た こ と か ら ， 最 大 走 速 度 や 走 運 動 の 全 体 的 な 局 面 に お け る 走 速 度 を 表 す 指 標 に な る と 考 え ら れ る ．ま た ，gA に つ い て は ，特 に ス タ ー ト 直 後 の gAmax と 高 い 相 関 関 係 に あ り（ 図 4-3），さ ら に eVmax と gAmax の 関 係 よ り も 高 い 相 関 係 数 が 得 ら れ た ． し た が っ て ，ePmax は 走 パ フ ォ ー マ ン ス 全 体 ， 特 に 加 速 局 面 で の 加 速 能 力 を 表 す 指 標 に な る と 考 え ら れ る ． 走 速 度 は ， そ の 速 度 が 達 成 さ れ る 前 に あ る 加 速 局 面 の 結 果 と し て 得 ら れ た も の で あ る と 考 え ら れ ， 加 速 局 面 の 能 力 を 示 す 指 標 が ， 走 速 度 全 体 と の 間 に も 高 い 相 関 関 係 が 見 ら れ た 原 因 で あ る と 推 測 で き る ．

5 結 論

  走 エ ル ゴ 法 に よ っ て 測 定 さ れ る eVmax は ，グ ラ ウ ン ド 走 に お け る 最 大 走 速 度 と ，ePmax は 最 大 加 速 度 と 高 い 相 関 関 係 が 認 め ら れ た ． し た が っ て ， 走 エ ル ゴ を 用 い て 測 定 し た eVmax お よ び ePmax は ， グ ラ ウ ン ド に お け る 加 速 能 力 と 最 大 速 度 を 評 価 す る 指 標 に な り 得 る と 考 え ら れ る ．

0 2 4 6 8 10

gV [m/s]

gV

0 10 20 30 40 50 60 70 80

-1 0 1 2 3 4

gA_max

Distance [m] 

gA [m/s2 ]

gA gV_max

図   4-1  グ ラ ウ ン ド 走 に お け る 5m毎 の 走 速 度(gV)と 加 速 度(gA)．ま た ， 右 端 は gV，gA そ れ ぞ れ に お け る 最 大 値(gAmax，gVmax)を 示 す ．

6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 6.5

7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5

gVmax [m/s]

eVmax [m/s]

y=0.758x+2.647 r=0.906

p<0.001

図   4-2  走 エ ル ゴ に よ る 推 定 最 大 走 速 度 （eVmax） と グ ラ ウ ン ド 走 に お け る 最 大 走 速 度 （gVmax） の 関 係 ．

600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 3.2

3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

gAmax [m/s2 ]

ePmax [W]

y=0.0016x+2.17987 r=0.905

p<0.001

.図   4-3  走 エ ル ゴ に よ る ピ ー ク パ ワ ー（ePmax）と グ ラ ウ ン ド 走 に お け る 最 大 加 速 度 （gVmax） の 関 係 ．