世界一流男子テニス選手のファーストサービス動作のキネマティクス的分析

(1)

I

目的

テニスの試合は、サービスから始まり、その後のリターン、グラウンド・ストロークによるラリーの応酬、ボレーやスマッシュでの応戦により展開される。テニスでは、主に、これら

5

つの基礎・応用技術の獲得が求められる。テニスの試合に関する研究では、各種ゲーム分析手法を用いて、競技パフォーマンスに影響を及ぼす技術や効果的な戦術などを明らかにしている。高橋ら（

2007

）は、男子トッププロ選手のシングルスの試合をプレー時間に着目して分析している。それによると、近年の男子トッププロ選手の

1

ポイントに要する時間は平均

4

秒程度で、サービス、サービスリターン、その後の

3

打目もしくは

4

打目でおおよそポイントが決定していることを報告している。これらの結果は、指導現場への提言として、男子選手ではサービスを含めた

4

打目までの有効な戦術を考えることが試合結果に結びつくことを示唆するものといえる。佐藤ら（

2003

）は、近年の男子プロテニス選手のシングルスをサービスの得点率や時間的要素に着目してゲーム分析している。それによると、男子選手ではファーストサービスでの得点率が高いものほど試合の勝率が高いこと、ファーストサービスの初速が大きく、サービス速度の緩急による戦術を有効に駆使している選手ほど、試合での勝率も高いことなどを報告している。また、

O’Donoghue

（

2001

）は、

4

つのグランドスラム大会におけるサービスでの得点率を男女で比較している。それによると、男子選手におけるサービスでの得点率が女子選手のそれよりも有意に高いこと、男女ともに勝者のサービスでの得点率が敗者のそれよりも有意に高いことなどを明らかにし、男子選手の試合におけるサービス技術の重要性を提示している。男子選手におけるサービス技術の重要性

世界一流男子

テニス

選手

の

ファーストサービス

動作

の

キネマティクス

的分析

道上静香 Shizuka Michikami 滋賀大学経済学部 / 教授論文

(2)

について、大森（

2002

）は

O’Donoghue

（

2001

）と同様の結果に加えて、男子選手の試合中のサービス速度が女子選手のそれよりも大きく、このことが男子選手の試合中のファーストサービスでの得点率、サービスエースの数やレシーブの失点数に起因しているとして、男子選手の試合におけるサービス技術は女子選手のそれとは比較にならないほど重要であることを報告している。このように、短時間でポイントが決定する近年の男子選手の試合において、第

1

打目の高速で正確なファーストサービス技術は、競技パフォーマンスに影響を及ぼす重要な技術の

1

つであることが明らかになっている。試合の優劣に大きく左右するサービス技術に関するバイオメカニクス的研究では、

1980

年代頃から、

3

次元画像解析法を用いてキネマティクス的に分析したものが比較的多く報告されるようになっている[4]、[5]、[6]、[11]、[27]_{。しかしながら、これまでの} サービス技術に関するバイオメカニクス的研究の多くは、国内レベルや熟練者を対象としたものがほとんどであり、世界のトップレベル選手を扱った研究は極めて少ない。また、これらの研究では実験的試技によるものが多く、試合中の実践的な場面で用いられているサービス技術を検討したものはほとんどみあたらない。競技力向上に役立つ知見についても充分に提示されているとは言い難いのが現状である。それゆえ、ポイントの獲得や試合結果に大きな影響を及ぼすサービス技術について、世界一流男子テニス選手の試合中におけるポイントを獲得した時のファーストサービス技術を明らかにし、サービス技術の指導に役立つ知見を得ることは、実践場面でのサービス技術の指導をする際に有用になると考える。本研究の目的は、試合中における世界一流男子テニス選手のエースを獲得した時のファーストサービス動作を、

3

次元

DLT

法を用いてキネマティクス的に分析し、先行研究と比較・検討することによりその特徴を明らかにすること、そして、サービス技術の指導に役立つ知見を得ることである。

II

方法

Ⅱ.1 分析対象選手

2002

年

9

月

30

日∼

10

月

6

日に有明コロシアム（東京）で開催された

AIG Japan Open Tennis

Championships 2002

における男子シングルスに出場した選手を分析の対象とした。分析対象選手は、当時の世界ランキング選手、

L. Hewitt

（

1

位）、

J.C.

Ferrero

（

6

位）、

C. Moya

（

10

位）、

P. Srichaphan

（

18

位）、

A. Corretja

（

20

位）、

N. Lapentti

（

27

位）、

T. Dent

（

57

位）、

J. M. Gambill

（

60

位）、

N. Massu

（

65

位）、

K. Kucera

（

72

位）、

M. Norman

（

82

位）、

M. Ancic

（

112

位）、

M. Larsson

（

115

位）の

13

名（身長、

1.87

±

0.04 m

；体重、

81.0

±

7.83 kg

）であった（

Table

1

参照）。なお、全選手右利きであった。 Ⅱ.2 撮影方法

2

台の高速度

VTR

カメラ（

NAC

社製

HSV

−

500C

3_{）を観客席最上段に設置し、試合中の選} 手を側方および前方から毎秒

250

コマ、露出時間

1/2000

秒で撮影した。撮影範囲は、

4 m

（センターマークからサイドライン方向）×

4 m

（ベースライン前後

2 m

）×

4 m

（高さ）のフォアサイドコートとした。

DLT

法により分析点の

3

次元座標値を算出するため、撮影範囲内の

25

ヶ所に

9

個のコントロールポイントの付いたキャリブレーションポールを設置し、試合終了後に撮影した。 Ⅱ.3 データ処理 本研究では、①ファーストサービスである、② フォアサイドコートから相手サービスエリア内のセ

(3)

ンターへ打球している、③相手選手からノータッチエースもしくはサービスエースでポイントを獲得している、という

3

条件を満たしているサービス動作について、各選手

1

試技ずつ選択し、分析した。得られた

_VTR

画像から身体各部位（

₂₃

点）、ラケット（

5

点）、ボール（

1

点）の計

29

点を、ビデオ動作解析システム（

DKH

社製

Frame

−

DIAS

Ⅱ）を用いてディジタイズした。その後、

DLT

法によりこれらの分析点の

3

次元座標値を算出し、得られ

た座標値は、

Wells and Winter

（

10

）の方法を

用いて最適遮断周波数（

4

∼

19 Hz

）を決定し、

Butterworth digital filter

により平滑化した。な

お、固定した静止座標系は右手系とし、ベースライン方向を

X

軸、ネットに垂直方向を

Y

軸、鉛直方向を

_Z

軸とした。 Ⅱ.4 測定項目と算出法 ①動作時間 サービス動作は、ラケットワークに着目すると、準備局面、主要局面、終末局面に分けることができる。本研究では、ラケットを後方へ引き始めてから、ラケットを肩に担いだ後、ラケット先端が最も低い位置に達した時点までを準備局面（

Back

Swing phase; BS

局面）、

BS

完了時からインパクトまでを主要局面（

Forward Swing phase; FS

局面）、

インパクトからラケット先端が最も低い位置に達した時点までを終末局面（

Follow-Through

phase; FT

局面）とした。サービスの動作時間は、各局面に要した時間を測定した。 ②インパクトパラメータ 本研究では、インパクトパラメータをインパクト直前のラケット先端の最大速度、インパクト直後のボール速度、トスの最大高、インパクト位置とした。 ③身体各部の角度

Fig. 1

（

a

）∼（

h

）は、身体各部の角度定義を示したものである。

Fig. 1

（

a

）の手関節角は、手関節から肘関節へ向かうベクトルと手関節からラケット先端へ向かう手ベクトル（

HL

）とのなす角度とし、

Fig. 1

（

b

）の肘関節角は、肘関節から肩関節へ向かうベクトルと肘関節から手関節へ向かう前腕ベクトル（

FA

）とのなす角度とした。本研究では、試合中の選手の動作を分析したため、手関節の座標系を定義するためのマーカーを選手に付けられなかったので、手関節の掌／背屈、橈／尺屈、前腕部の回内／外の動作を区別して測定できなかった。したがって、本研究の手関節角はこれらを統合したものとして示し、手関節角が減少した場合には屈曲、増加した場合には伸展と解釈することとした。

Fig. 1

（

c

）と（

d

）に示した肩関節の内転／外転角と水平内転／外転角の算出にあたっては、まず、体幹部に移動座標系を設定した。移動座標系は、両股関節の中心から両肩関節の中心へ向かう体幹ベクトルを

z

軸、左肩関節から右肩関節へ向かうベクトルを

_x

′軸とし、

z

軸と

x

′軸の外積から

y

軸を、

y

軸と

z

軸の外積から

x

軸を求めた。そして、体幹部の移動座標系の

xz

平面に投影した肩関節から肘関節へ向かう上腕ベクトル（

UA

’）と左肩関節から右肩関節へ向かう肩ベクトル（

SL

’）とのなす角度を内転／外転角とし、

xy

平面に投影した上腕ベクトル（

UA

’）と肩ベクトル（

SL

’）とのなす角度を水平内転／外転角とした。これらの肩関節の角度は、内転および水平内転を正の角度とし、外転および水平外転を負の角度とした。

Fig. 1

（

e

）の体幹部の右屈／左屈角は、両股関節の中心から両肩関節の中心へ向かう体幹ベクトルを静止座標系の

_XZ

平面に投影したベクトルと

_Z

軸とのなす角度とした。また、

Fig. 1

（

f

）の体幹

(4)

本研究では、上肢についてはラケットを持つ利き手側の、下肢については地面に大きな力を加え、インパクト方向へ身体全体を推進させる働きのある左脚の動作に着目して分析を行った。 Ⅱ.5 データの規格化・平均化 本研究の身体各部の角度データは、各選手のトスアップ開始（非利き手からボールが離れる時点）からインパクトまでに要した時間を

100

％として規格化し、

1

％ごとに加算平均した。部の前屈／後屈角は、体幹ベクトルを静止座標系の

YZ

平面に投影したベクトルと

Z

軸とのなす角度とした。これらの体幹部の角度は、左屈および後屈を正の角度とし、右屈および前屈を負の角度とした。

Fig. 1

（

g

）の股関節角は、股関節から肩関節へ向かうベクトルと股関節から膝関節へ向かうベクトルとのなす角度とし、

Fig. 1

（

h

）の膝関節角は、膝関節から股関節へ向かうベクトルと膝関節から足関節へ向かうベクトルとのなす角度とした。

Fig. 1 Definitions of joint and segment angles

-90° Ｚ軸＋－ 90° 0° Ｚ軸－ -90° ＋ 90° 0° (a) Wrist angle (b) Elbow joint angle

0°

90° -90°

＋－

(c) Shoulder joint angle

-90° 90°

0° －＋

(d) Shoulder joint angle

(e) Trunk angle (f) Trunk angle

Backward flex.(+)/ Forward flex.(–)

(g) Hip joint angle (h) Knee joint angle 0° 180° 0° 180° 0° 180° 0° 180° HL FA UA’ UA’ SL’ SL’

Left flex.(+)/ Right flex.(–)

(5)

III

結果および考察

Ⅲ.1 世界一流男子テニス選手の サービスの動作時間

_{Fig. 2}

は、世界一流男子テニス選手

₁₃

名のサービスの動作時間を平均値で示したものである。これをみると、

BS

局面では

1.10

±

0.14

秒、

FS

局面では

_0.11

±

0.01

秒、

FT

局面では

0.17

±

0.03

秒であり、全動作時間は

1.38

±

0.14

秒であった。これまでのところ、サービスの動作時間を検討した先行研究は、村田ら（

2006

）の日本強化指定選手を対象としたものしかみあたらない。それによると、

BS

局面では

_1.20

±

0.11

秒、

FS

局面では

0.13

±

0.01

秒、

FT

局面では

0.19

±

0.04

秒であった。村田ら（

2006

）と本研究の結果を比較すると、世界一流男子テニス選手の方が、全局面の動作時間は短かった。また、日本強化指定男子選手[15]_と_{世界一流男子テ} ニス選手を比較すると、世界一流男子テニス選手の方が、

BS

局面と

FT

局面の動作時間は短かった。世界一流男子テニス選手の

BS

局面の動作時間が短かった要因の

1

つとして、

Fig. 3

に示したバックスウィングの仕方が大きく影響しているものと考えられる。従来では、ラケットを大きく円を描くようにしてバックスウィングするフルスウィング型が一般的であったが、近年ではラケットを顔の前を横切ってバックスウィングするショートスウィング型が認められている。特に、ショートスウィング型を利用している世界一流男子テニス選手の方が、フルスウィング型を利用している選手よりも

BS

局面に要する時間が短い傾向にあり、このことが、サービスの動作時間の短縮化につながっていた要因と考えられる。なお、

Fig. 3

に記載の動作時間は、バックスウィング開始からフォロースルー終了までの全動作時間を示したものであり、ショートスウィング型の方が、動作時間が短いことがわかる。世界一流男子テニス選手の

FT

局面の動作時間が短かった。このことは、グラウンド・ストローク技術において、現在、主流となっているオープン - 1.4 - 1.2 - 1.0 - 0.8 - 0.6 - 0.4 - 0.2 0.0 0.2

Start Toss- up Knee- max. flexion Take- off

Racket downward

Landing Finish

Impact

BS FS FT

Time(s)

Fig．2 Mean time elapsed in each phase of tennis first serve of world-top male tennis players

(6)

スタンス打法と共通するものである。すなわち、オープンスタンス打法は、従来の打法よりも

FT

局面に要する時間が有意に短く、次のボールに対する移動時間や準備時間を確保できるため、近年の展開の早いラリーの応酬場面に対応可能な打法[8]_{とされている}_{。また、近年の世界一流テニス選} 手においては、ラリーテンポの加速化[21]_{、ショット} 時間の短縮化[24]_{、グラウンド・ストローク技術の} 高速化[8]、[22]_が_{認められている。すなわち、技術レ} ベルの優れた選手ほど、打球後に素早く構え、次のボールに即座に準備し対応することが求められ、これらの行為が遂行されているといえる。一方、サービスからサービスリターンを返球するまでの場面は、グラウンド・ストロークでのラリーの応酬場面に比べて、より大きな時間的制約を伴うため、グラウンド・ストローク以上に素早く次の動作へと移行する必要がある。世界一流男子テニス選手の

_FT

局面の動作時間が短かった要因の

1

つとして、グラウンド・ストロークでのラリー以上に、サービスからサービスリターンを返球するまでの時間的制約が大きな状況に対して、打球後に即座に次の準備動作へと移行していたものと考えられる。それゆえ、技術レベルの優れた選手のサービスの技術指導において、「サービス後に素早く次の構えに入りなさい」という指導・助言やサービスからサービスリターン、そして

3

打目までを含めた実践練習に取り組むことは、サービス動作から次に続くプレーを有利に展開するうえで極めて重要な指導といえる。以上のことから、世界一流男子テニス選手のサービスの動作時間は、全局面において短かった。特に、

BS

局面と

FT

局面の動作時間が短いことが明らかとなった。

BS

局面ではショートスウィング型などの多様なバックスウィングを利用していたこと、

FT

局面ではサービスからサービスリターンを返球するまでの時間的制約の大きな状況に対して、打球後に即座に次の準備動作へと移行していたことなどが、動作時間の短縮化の要因であることが示唆された。また、サービスの技術指導において、次の構えに素早く移行するよう指導・助言したり、

Fig. 3 Stick pictures in full and abbreviated backswings of the tennis first serve by four players

(Time= 1.288 sec) P. Srichaphan (Time= 1.112 sec) J. M. Gambill (Time= 1.448 sec) K. Kucera (Time= 1.552 sec) C. Moya Impact Impact Start Impact Start Start Impact Start Full back swing Abbreviated back swing

(7)

サービスからサービスリターン、そして

3

打目までを含めた実践練習に取り組ませたりすることは、サービスからの展開を有利に進める上で重要な指導ポイントといえよう。 Ⅲ.2 世界一流男子テニス選手の インパクトパラメータ

Table 1

は、世界一流男子テニス選手

13

名の身体特性とインパクトパラメータについて示したものである。また、

Fig. 4

は、インパクトパラメータの模式図を示したものである。インパクト直前のラケット先端の最大速度は

172.3

±

9.9 km/h

、インパクト直後のボール速度は

202.0

±

11.6 km/h

であった。トスの最大高は

3.30

±

0.31 m

（身長比、

1.77

±

0.15

）であった。インパクト位置については、Ⅹ 方向（サイドライン方向）では

0.68

±

0.37 m

、

Y

方向（ネット方向）では

_0.78

±

_{0.21 m}

、

_Z

方向（インパクト高）では

2.74

±

0.10 m

（身長比、

1.47

±

0.04

）であった。また、トスの最大高とインパクト高との差は

0.57

±

0.31 m

であった。ラケット先端及びボールの速度について、

Elliott

ら（

1986

）は、国内ランキング選手（身長、平均

1.75 m

；体重、記載なし）のサービス動作を

3

次元分析し、それぞれ平均

125.3km/ h

と平均

152.6km/ h

であったことを報告している。水谷ら（

1992

）は、

1992 Japan Open

における世界一流男子選手（身長、平均

1.82 m

；体重、平均

75.4 kg

）の試合中のサービス動作を

3

次元分析し、それぞれ平均

130.4 km/ h

と平均

165.0 km/ h

であったことを報告している。

Chow

ら（

2003

）は、アトランタオリンピックの試合中における世界一流男子選手（身長、

1.78

∼

1.90 m

；体重、

697

∼

844N

）のファーストとセカンドのサービス動作を

3

次元分析し、ファーストサービスのボール速度は

186

∼

_{196 km/ h}

であったことを報告している。また、

Fleisig

ら（

2003

）は、シドニーオリンピックの試

Subject _{ranking Nation}World Height Weight

Racket Vel. Ball Vel. Toss height Impact position Toss height (Z(m))

–Impact position (Z(m))

(Pre-impact) (Post-impact) Z X Y Z

(m) (kg) (km/ h) (km/ h) (m)（_height/body _）(m) (m) (m)（_height/ body _） (m)

L. Hewitt 1 AUS 1.80 68 164 202 3.04 1.69 1.01 0.91 2.58 1.43 0.47 J. C. Ferrero 6 ESP 1.83 72 175 198 3.23 1.77 0.80 0.65 2.69 1.47 0.55 C. Moya 10 ESP 1.91 80 158 200 3.12 1.64 0.46 0.54 2.77 1.45 0.35 P. Srichaphan 18 THA 1.85 81 178 214 3.14 1.69 0.56 0.37 2.83 1.53 0.30 A. Corretja 20 ESP 1.80 70 151 181 3.39 1.88 0.43 0.55 2.68 1.49 0.71 N. Lapentti 27 ECU 1.87 84 168 209 3.35 1.79 0.58 0.88 2.76 1.47 0.59 T. Dent 57 USA 1.87 88 183 191 3.26 1.75 0.03 0.70 2.60 1.39 0.66 J. M. Gambill 60 USA 1.90 90 172 215 3.40 1.79 1.08 1.08 2.82 1.48 0.58 N. Massu 65 CHI 1.82 80 183 215 2.75 1.51 0.39 1.01 2.74 1.51 0.01 K. Kucera 72 SVK 1.87 77 170 200 4.03 2.15 0.86 0.96 2.69 1.44 1.34 M. Norman 82 SWE 1.87 89 179 185 3.28 1.75 0.33 0.95 2.66 1.42 0.61 M. Ancic 112 CRO 1.93 81 179 216 3.67 1.90 1.38 0.85 2.87 1.49 0.80 M Larsson 115 SWE 1.93 93 179 200 3.29 1.70 0.90 0.70 2.91 1.51 0.38 Mean 1.87 81.00 172.30 202.02 3.30 1.77 0.68 0.78 2.74 1.47 0.57 S.D. 0.04 7.83 9.88 11.57 0.31 0.15 0.37 0.21 0.10 0.04 0.31

(8)

合中における世界一流男子選手（身長、

1.83

±

0.08 m

；体重、

77.6

±

10.0 kg

）のファーストサービス動作を

3

次元分析し、ボール速度は平均

182.9 km/ h

であったことを報告している。これらの先行研究と本研究の結果を比較すると、本研究の方が、ラケット先端及びボールの速度は大きかった。本研究では、ファーストサービスでエースを獲得したものを分析していることから、サービスエースでのポイント獲得は、ラケット先端及びボールの速度が大きかったことが要因の

1

つとして考えられる。また、ラケット先端及びボールの速度はボールに与える回転量に影響を受ける[1]、[13]、[14]_ため_、他の先行研究よりもこれらの速度が大きかった本研究の世界一流男子テニス選手は、回転量の少ないフラット系のボールを相手コートへ打球していたと考えられる。さらに、本研究の世界一流男子テニス選手は、前述したように短い動作時間で大きなラケット先端及びボールの速度を獲得していた。近年のテニスのプレーでは、加速化・短縮化・高速化が進んでおり、このことは、科学技術の発展に伴うラケット性能の向上、スポーツ科学やトレーニングの進歩などが要因となって、ラケット先端やボールの速度が増加していると考えられる。しかしながら、前述したサービス動作時間が短かったことを併せて鑑みると、近年の世界一流男子テニス選手は、大きな筋力や筋パワーを発揮しながら打球していたと考えられ、以前よりもサービス動作に求められる運動負荷は大きく、より高強度の負荷によるトレーニングが求められていることが推察される。以上のことから、世界一流男子テニス選手のインパクト直前のラケット先端及びインパクト直後のボールの速度は大きかった。また、回転量の少ないフラット系の球種であったことが推察され、これらのことが、サービスエースでのポイント獲得につながっているものと考えられる。さらに、近年の世界一流男子テニス選手は、短時間でより大きなインパクト直前のラケット先端及びインパクト直後のボールの速度を獲得していたことから、より大 Toss height 3.30 ± 0.31m < 3.41m (Mizutani et al.1992)

3.32m (Nakamura et al.1991)

Impact height 2.74 ± 0.10m > 2.71m (Mizutani et al.1992) 2.54m (Nakamura et al.1991)

Ball vel. 202 ± 11.6km/h > 165.0km/h (Mizutani et al. 1992) Racket vel. 172.3 ± 9.9km/h > 130.4km/h (Mizutani et al. 1992)

0.78 ± 0.21m forward > 0.71m (Mizutani et al. 1992) 0.08m over the net

(9)

きな筋力や筋パワーを発揮していたと考えられる。技術レベルの優れた選手においては、高強度の負荷によるトレーニングの必要性が示唆される。トスの最大高は

3.30

±

0.31 m

（身長比、

1.77

±

0.15

）、インパクト高は

_2.74

±

_{0.10 m}

（身長比、

_1.47

±

0.04

）、トスの最大高とインパクト高との差は

0.57

±

0.31 m

であった（

Table 1

、

Fig. 4

参照）。トスの最大高及びインパクト高について、水谷ら（

1992

）の報告ではそれぞれ平均

3.41 m

（身長比、平均

1.9

）、平均

2.71 m

（身長比、平均

1.5

）であった。また、トスの最大高とインパクト高との差は平均

0.70 m

であり、インパクト高よりもかなり高いトスをあげていたことを報告している。トスの最大高とインパクト高との差について、中村ら（

1991

）は日本大学トップレベル男子選手（身長、平均

1.80 m

；体重、平均

71.3 kg

）を対象に分析している。その結果、平均

0.78 m

であり、身長の大きな選手のサービス動作の特徴として、トスを高く上げて、上から打ち下ろすタイプの選手が増えてきていることを報告している。

Chow

ら（

2003

）の報告では、インパクト高は

2.74

±

0.07 m

であった。これらの先行研究と本研究の結果を比較すると、本研究の方が、トスの最大高は低いが、インパクト高は同程度か僅かに高く、トスの最大高とインパクト高との差は小さかった。これらのことから、本研究の世界一流男子テニス選手は、上述した短い動作時間において、ボールを高くトスせず、そして、大きく落下させずに高い位置でボールをとらえるサービス技術、いわゆる「クイックサービス」を利用して、より大きな速度のボールを相手コートに打球していたと考えられる。中村ら（

1991

）は、トスの最大高の獲得は、ボールが外的環境に左右されやすくなり、動作のばらつきも大きくなることから、

₈₅

∼

₉₀

％の高い割合でサービスの成否に大きく影響することを示唆している。本研究では、トスの最大高は低く、トスの最大高とインパクト高との差は小さかったことから、上記のようなサービスの成功を妨げる要因から受ける影響は小さいものと考えられる。したがって、本研究の世界一流男子テニス選手のサービス動作は、外的環境から受ける影響や動作のばらつきの少ない正確性の高いサービス動作を遂行しているものと考えられる。また、サービス技術のインパクトに関する指導では、「できるだけ高い位置でボールをとらえる」、「トスの最高点かやや落ちたところでボールをとらえる」[19]_ように_{、選手に指導・助} 言するのが一般的であるが、本研究の世界一流男子テニス選手は指導書に即したサービス技術を実践し、相手選手からサービスエースを獲得していたと考えられる。以上のことから、世界一流男子テニス選手は、ボールを高くトスせず、そして、大きく落下させずに高い位置でボールをとらえるサービス技術、いわゆる「クイックサービス」を利用し、外的環境から受ける影響や動作のばらつきの少ない正確性の高いサービス動作を遂行しながら、より大きな速度のボールを相手コートに打球していたといえる。インパクト位置は、Ⅹ方向（サイドライン方向）では

_0.68

±

0.37 m

、

Y

方向（ネット方向）では

0.78

±

0.21 m

、

Z

方向（インパクト高）では

2.74

±

0.10 m

（身長比、

1.47

±

0.04

）であった（

Table 1

、

Fig. 4

参照）。インパクト位置は、打球後のボールのバウンド地点やコースを決定する要素の

1

つである[3]、[9]_。通常、センターマーク付近のベースライン上から相手コートのサービスエリア内のセンターに、ネットという障害物に左右されることなく、ボールを直線的に打つためには、少なくとも約

2.70 m

（理論値）のインパクト高が必要となる。しかし、本研究が示したインパクト高は、上記の理論値よりも高く、ベースラインから約

0.78m

ネットに近い位置で打

(10)

球していた。このインパクト位置から放たれたボールは、重力や空気抵抗を無視すれば、ネット中央から約

0.24 m

フォアサイドよりで、高さが約

0.92 m

あるネット上を、約

1 m

の高さで通過して相手サービスエリア内のセンターにバウンドしていることになる。ボールの直径（約

6.541

∼

6.858 cm

）を考慮しても、ネット上を充分な高さ（約

0.08 m

上方）で通過している。

Elliott

ら（

1986

）の報告では、インパクト高は

2.56 m

で理論値や本研究のものよりも低く、ラケット及びボールの速度も本研究のものよりも小さかった。このことは、

Elliott

ら（

1986

）のものはインパクト高が低いために、ボールに回転をかけネットという障害物をクリアしなければならず、その結果として、ラケットやボールの速度が獲得できなかったと考えられる。ネット方向におけるインパクト位置（

Y

方向）について、水谷ら（

1992

）の報告では平均

0.71 m

、

Chow

ら（

2003

）では

0.78 m

ネットよりにあった。これらの先行研究と本研究の結果を比較すると、本研究の方が、インパクト位置（ネット方向）は同程度か僅かにネットよりにあった。しかし、先行研究ではトスアップ時の左足つま先を基準に測定を行っている。一般的に、選手はフットフォールトを避けるために、ベースラインから数センチあるいは数十センチ以上後方に離れた位置からサービス動作を開始する。それゆえ、ベースラインを基準に測定している本研究の方がよりネットに近い位置でボールをとらえていたといえる。これらのことから、本研究の世界一流男子テニス選手は、ネットという障害物に左右されることなく、ボールを直線的に打ち込めるだけの充分なインパクト高とネットにより近いインパクト位置を獲得していたことが、より大きなボール速度やサービスエースでのポイント獲得につながっていたと考えられる。蝶間林ら（

2001

）、大森（

2002

）、佐藤ら（

2003

）、

Schönborn

（

2000

）は、男子プロ選手の

200km/

h

以上のサービスは、サービスからサービスリターンまでのボールの到達時間が約

0.4

∼

0.5

秒であり、この到達時間はスポーツ選手が示す選択反応時間の約

0.5

∼

0.6

秒よりも短いことから、サービスリターン側はサービスに適切に反応することは困難であるとしている。一方、高橋ら（

2007

）は世界一流男子選手のファーストサービスの到達時間は平均

0.7

秒であり、サービスリターン側には充分に反応できるとし、さらには選手の予測が加わることで正確に返球することは可能であると報告している。このように、サービスリターンの成否に対して相反する報告があるが、本研究において相手選手がボールに触れることが出来なかった、もしくはフレームショットによりネットまでボールを返球することができなかった要因として、上述したように本研究のインパクト直後のボール速度が平均

200km/ h

以上であったこと、約

0.78m

ネットに近い位置でボールをとらえていたことに加えて、センターマーク付近（センターマークから約

0.68 m

フォアサイドより）から打球していたことが考えられる。テニスのルール上、サービスの打球位置は、センターマークからシングルス・サイドライン間であればどの位置から打球してもよいことになっている。しかし、世界一流男子テニス選手は、センターマーク付近から相手コートのセンターへ打球しており、最短の打球コースを選択していたことが窺える。また、ネットにより近い位置でボールをとらえることで、サービスからサービスリターンまでのボールの到達距離や到達時間が短縮するため、これらの要因が重なり合って、相手選手からいわゆる「時間を奪う」結果となり、サービスエースでのポイント獲得につながったものと考えられる。したがって、戦術的な側面から左右方向のインパクト位置を考

(11)

慮し、ボールの到達距離においてできる限り最短の打球コースを選択し、その上でネットにより近い位置でボールをとらえることは、ポイント獲得のためのサービス技術に重要な要素の

1

つといえる。以上のことから、世界一流男子テニス選手は、ネットという障害物に左右されることなく、ボールを直線的に打ち込めるだけの充分なインパクト高とネットにより近いインパクト位置を獲得しており、このことが、より大きな速度のボールを打つことやサービスエースでのポイント獲得を可能にしたといえる。また、センターマーク付近からネットにより近い位置でボールをとらえていた。このことは、打球コースやボール速度と併せて鑑みると、サービスからサービスリターンまでのボールの到達距離や到達時間が短縮するため、相手選手から「時間を奪う」という戦術において、サービスエースでのポイント獲得に有効に作用していたと考えられる。戦術的側面からサービス技術を捉えた場合、センターマーク付近からネットにより近い位置でボールをとらえるよう指導することは、ポイント獲得のためのサービス技術に重要な要素の

1

つといえよう。 Ⅲ.3 世界一流男子テニス選手の サービス動作の特徴

Fig. 5

は、インパクト直後のボール速度が大きかった上位

4

選手のスティックピクチャーを示したものである。また、

Fig. 6

は、左上図から手関節角、 P. Srichaphan (214.3km/h) J. M. Gambill (214.7km/h) N. Massu (215.4km/h) M. Ancic (215.7km/h) Impact Impact Impact Impact Start Finish Start Start Start Finish Finish Finish Knee- max. flexion

Knee- max. flexion

Knee- max. flexion Toss-up Toss-up Toss-up Toss-up Take-off Take-off Take-off Take-off

(12)

Fig. ６ Changes in the average joint and segment angles from toss-up to impact in the world-top male tennis players

Time(%) Time(%)

Knee max. flexion Take-off

Toss - up Impact -90 -60 -30 0 30 60 90 Left flexion Right flexion -90 -60 -30 0 30 60 90 Backward flexion Forward flexion 0 30 60 90 120 150 180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Flexion Extension 0 30 60 90 120 150 180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Flexion Extension -90 -60 -30 0 30 60 90 Adduction Abduction -90 -60 -30 0 30 60 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Horizontal adduction Horizontal abduction ₀ 30 60 90 120 150 180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Flexion Extension 0 30 60 90 120 150 180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Flexion Extension (deg) (deg) W ri st a n g le El b o w jo in t a n g le Sh o u ld er jo in t a n g le Sh o u ld er jo in t a n g le Tr an k an g le Tr an k an g le Hi p jo in t an g le K n ee jo in t a n g le

(13)

肘関節角、肩関節の内転／外転角と水平内転／外転角を、右上図から体幹部の右屈／左屈角と前屈／後屈角、左股関節角、左膝関節角を、世界一流男子テニス選手

13

名の平均値と標準偏差で示したものである。手関節角は、トスアップ開始からインパクトにかけて屈曲が徐々に増大したが、インパクト直前で急激な伸展を示した。インパクト時の手関節角は

_140.7

±

7.9

度であった。肘関節角は、トスアップ開始からテイクオフにかけて屈曲が徐々に増大し、その後、インパクトまで急激な伸展を示した。インパクト時の肘関節角は

166.1

±

9.2

度であった。肩関節の内転／外転角は、

30

％付近からテイクオフにかけてニュートラルポジション（

0

度）付近を示したが、その後、インパクトへ向けて急激な外転を示した。肩関節の水平内転／外転角は、

45

％付近からテイクオフにかけて水平外転を示し、その後、インパクトまでニュートラルポジション（

0

度）付近を示した。インパクト時の肩関節の内転／外転角と水平内転／外転角は、それぞれ

-26.1

±

12.9

度と

_6.3

±

13.7

度であった。体幹部の右屈／左屈角は、トスアップ開始からインパクトにかけて徐々に左屈が増大した。体幹部の前屈／後屈角は、トスアップ開始からテイクオフにかけて後屈を示したが、その後、インパクトへ向けて急激な前屈を示した。インパクト時の体幹部の右屈／左屈角と前屈／後屈角は、それぞれ

30.5

±

5.6

度と

-30.0

±

7.1

度であった。左股関節角は、テイクオフ直前に僅かに伸展がみられたが、トスアップ開始からインパクトまでほぼ同程度の伸展位を維持していた。また、左膝関節角は、トスアップ開始から

50

％付近にかけて屈曲が徐々に増大したが、その後、インパクト直前まで伸展を示した。インパクト時の左股関節角と左膝関節角は、それぞれ

_142.7

±

_9.6

度と

_155.1

±

14.4

度であった。上肢関節の動作をみると、手関節ではインパクト直前に急激な屈曲から伸展への動作が認められた。手関節のこのような動作は、一般的に「スナップ動作」と呼ばれているものである。また、肘関節では、インパクト直前に急激な伸展の動作が認められた。これらの動作は、友末ら（

1982

、

1983

）のラケット先端の速度が大きい上級者の報告と一致していた。このことから、世界一流男子テニス選手のインパクト直前の手関節や肘関節の動作は、ラケット先端やボールの速度の獲得に貢献していたものと考えられる。さらに、インパクト時の肘関節は、約

14

度とわずかに屈曲位にあり、完全伸展は認められなかった。肘関節が完全伸展、あるいは過伸展の状態でインパクトをむかえることは、上肢関節障害を引き起こす要因となるが、世界一流男子テニス選手においては、適切な動作でインパクトをむかえていたといえる。体幹部の動作をみると、左屈動作が認められた。宮西ら（

1995

）は、野球の投動作において体幹部の左屈動作は、肩の鉛直高の獲得とリリース高の獲得に貢献すると述べている。本研究においても、宮西ら（

1995

）の遠投動作と同程度の左屈動作が認められた。これらのことから、体幹部の前屈動作、肩関節の大きな外転動作、肘関節の大きな伸展動作とともに、体幹部の左屈動作は、インパクト高獲得に貢献していたものと考えられる。また、体幹部では、後屈から前屈への動作が認められた。この動作は、体幹部を後方から垂直にした後、打球方向へ倒しながらボールをとらえるといった動作を示している。宮西ら（

1995

）の野球の速投動作における加速期での体幹部の動作ときわめて類似しており、テニスのサービス動作における体幹部を打球方向へ倒す動作においても、ラケット先端やボールの速度に大きく貢献しているものと考えられる。体幹部の前屈動作については、イン

(14)

パクト位置がネットにより近い選手ほど大きい傾向にあった。このことから、体幹部の前屈動作は、ネット方向へのインパクト位置の獲得にも貢献しているものといえる。下肢の動作をみると、股関節ではテイクオフ直前に僅かに伸展の、膝関節ではトスアップ開始からテイクオフにかけて、屈曲から伸展の動作が認められた。これらの動作は、地面を強く蹴る動作を示しているものである。本研究では、ジャンプ動作の詳細については記載していないが、全選手がインパクト時点を空中でむかえていたことから、股関節の伸展及び膝関節の屈曲から伸展の動作は、ジャンプ高及びインパクト高の獲得に貢献していたものと考えられる。以上のことから、世界一流男子テニス選手のサービス動作の特徴として、上肢関節の動作においては、インパクト直前に、手関節の大きなスナップ動作、肘関節の急激な伸展動作及び肩関節の大きな外転動作が認められた。インパクト時の肘関節においては軽度の屈曲位（約

14

度）を示した。また、体幹部の動作においては、トスアップからインパクトにかけて、左屈動作及び後屈から前屈への動作が認められた。さらに、下肢関節の動作においては、

50

％からテイクオフにかけて、股関節の伸展動作と膝関節の屈曲から伸展の動作が認められた。

IV

まとめ

本研究では、世界一流男子テニス選手

13

名を対象に、試合中のファーストサービス動作を

3

次元分析し、先行研究と比較・検討した。その結果、以下のような特徴が明らかになった。

1

）世界一流男子テニス選手のサービスの動作時間は、全局面において短かった。特に、

BS

局面と

FT

局面の動作時間が短いことが明らかとなった。

BS

局面ではショートスウィング型などの多様なバックスウィングを利用していたこと、

FT

局面ではサービスからサービスリターンを返球するまでの時間的制約の大きな状況に対して、打球後に即座に次の準備動作へと移行していたことなどが、動作時間の短縮化の要因であることが示唆された。また、サービスの技術指導において、次の構えに素早く移行するよう指導・助言したり、サービスからサービスリターン、そして

3

打目までを含めた実践練習に取り組ませたりすることは、サービスからの展開を有利に進める上で重要な指導ポイントであることが明らかとなった。

2

）世界一流男子テニス選手のインパクト直前のラケット先端及びインパクト直後のボールの速度は大きかった。また、回転量の少ないフラット系の球種であったことが推察され、これらのことが、サービスエースでのポイント獲得につながっているものと考えられる。さらに、近年の世界一流男子テニス選手は、短時間でより大きなインパクト直前のラケット先端及びインパクト直後のボールの速度を獲得していたことから、より大きな筋力や筋パワーを発揮していたと考えられる。技術レベルの優れた選手においては、高強度の負荷によるトレーニングの必要性が示唆された。

3

）世界一流男子テニス選手は、ボールを高くトスせず、そして、大きく落下させずに高い位置でボールをとらえるサービス技術、いわゆる「クイックサービス」を利用し、外的環境から受ける影響や動作のばらつきの少ない正確性の高いサービス動作を遂行しながら、より大きな速度のボールを相手コートに打球していた。

(15)

4

）世界一流男子テニス選手は、ネットという障害物に左右されることなく、ボールを直線的に打ち込めるだけの充分なインパクト高とネットにより近いインパクト位置を獲得しており、このことが、より大きな速度のボールを打つことやサービスエースでのポイント獲得を可能にしたといえる。また、センターマーク付近からネットにより近い位置でボールをとらえていた。このことは、打球コースやボール速度と併せて鑑みると、サービスからサービスリターンまでのボールの到達距離や到達時間が短縮するため、相手選手から「時間を奪う」という戦術において、サービスエースでのポイント獲得に有効に作用していたと考えられる。戦術的側面からサービス技術を捉えた場合、センターマーク付近からネットにより近い位置でボールをとらえるよう指導することは、ポイント獲得のためのサービス技術に重要な要素の

1

つであることが明らかとなった。

5

）世界一流男子テニス選手のサービス動作の特徴として、上肢関節の動作においては、インパクト直前に、手関節の大きなスナップ動作、肘関節の急激な伸展動作及び肩関節の大きな外転動作が認められた。インパクト時の肘関節においては軽度の屈曲位（約

14

度）を示した。また、体幹部の動作においては、トスアップからインパクトにかけて、左屈動作及び後屈から前屈への動作が認められた。さらに、下肢関節動作においては、

50

％からテイクオフにかけて、股関節の伸展動作と膝関節の屈曲から伸展の動作が認められた。 参考文献 [1] 浅野敏郎，佐藤邦彦，浜野博行，原肇（2007）／テニス・スウィングの解析と定量評価．精密工学会誌 73（2）：281-285 [2] 蝶間林利男，佐藤政廣，勝田茂（2001）／科学の目で見たテニスレッスン②／ベースボール・マガジン社，東京：22-27

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