陸上競技の技術(7) ハードル踏切でのアタックデップには
ダブルアームアクションが効果を生む

黒月樹人(KULOTSUKI Kinohito @ 9621 ANALYSIS)

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 ハードル踏切でのアタックデップ

 ハードルを越えるとき、頭をちょっと下げる動きが、ハードルにおけるデップ(dip)の、本来の意味だと考えられます。このように、上半身とリード脚をハサミやホッチキスのように閉じることにより、ハードルの上での身体重心高を下げることにつながります。
 しかし、ハードル競技は「(バ―に対しての)スレスレ度」を競うものではなく、ハードルの上を通りつつ、一定の距離についての最短時間を競うものです。
 水平スピードのことを考えたとき、ハードル上でのデップより、ハードルに向かって飛びかかるときの、上半身が前方へとデップする動きの重要性が浮かんできます。
 このような観点から、ハードルのデップ運動の、最初と最後を区別する必要があると、私は考え、ハードルのデップという動きを、アタック局面とクリアー局面とに細分するという意味で、ハードルに向かってゆく踏切のときをアタックデップ、ハードルを越えるときをクリアーデップと呼ぶことを提案しました。


図1 アタックデップ(デップ動作のアタック局面)

 図1は「アタックデップ(デップ動作のアタック局面)」についての、2人のハードラーの動きです。yg3とyg4はYG選手で、BとCはロッド・ミルバーン選手です。水平線と腰から頭への線を補助的に描いてあります。ハードルに向かって踏み切るあたりで、ロッド・ミルバーン選手は上半身を素早くデップさせているのに対して、YG選手は浅いデップにとどまっています。
 このあとの解析では、YG選手とロッド・ミルバーン選手の、ちょうど中間状態となるようなフォームでアタックデップをこなそうとしているKO選手も加え、これらの3選手のフォームの運動力学的な意味を調べます。

 解析モデルとしてのシミュレーションロボット

 解析モデルとしてのシミュレーションロボットには、ランナーの身長や身体の比率を入力や調整しますが、質量分布については、次の図に示したものだけを使っています。つまり、36個の小さな質量を、図2のような位置に分布させ、それらの座標から、スウィング脚の重心などを求め、そこから、スウィング脚重心の水平速度などを求めてゆくのです。


図2 36小質量の分布
※上半身は18で、胴体と頭で8、肩と片腕が5つずつ

 アタックデップにおける3つのアームアクション

 ハードル踏切におけるアタックデップにおいて用いられる、3つのアームアクションの効果を調べます。次の図3に示した3つのうち、ダブルアームアクションとシングルアームアクションは、以前から、そのように呼ばれていたものですが、ランアームアクションは、今回の説明のため、新たに名づけたものです。


図3 アタックデップにおける3つのアームアクション

 ランアームアクションは、通常のランニングにおける、腕を前後に振るものです。これは、アタック局面において積極的に腕を使っていないときの名称です。クリアー局面では、次のシングルアームアクションのように、リード脚の先端に向かって腕を伸ばしているケースが多く見られます。しかし、アタック局面での効果は見られないので、ランアームアクションと呼ぶことにしました。
 シングルアームアクションは、リード脚とは逆の腕を、リード脚の先端に向けて突き出すというものです。これまでは、突き出す前に胸の前で構えるものについて、シングルアームアクションと呼んできましたが、リード脚の先端に向かって腕を伸ばす動作が強調されているものについても、シングルアームアクションと呼ぶことにしました。
 ダブルアームアクションは、両腕を胸の前で構えてから、前方へ向かって突き出すものです。

 3つのアームアクションのスピード効果

 図4〜図6の◇総合水平速度グラフ◇を描くにあたって、3選手の取り扱う画像のコマ送りスピードを調整して、ほぼ同じ全スピードdGとなるようにしました。
 身長などの、シミュレーションロボットのサイズも同じとしておきました。
 このため、ほとんど同じハードラーが、動きだけを変えたときの違いを見ることができます。
 dGは全重心(G)水平速度です。dTは、両腕と頭部と胴体による、上半身重心(T)の水平速度です。右腕の重心をRA、左腕の重心をLAとして、それぞれの水平速度を、dRAとdLAで表わしています。

 YG選手の腕の使い方をランアームアクションと呼ぶことにします。これは、通常のランニングにおける、腕を前後に振るものです。

 KO選手の腕の使い方は、これまでシングルアームアクションと呼んでいたような、肘を下げて掌を前に向けて構えるポーズではなく、肘を肩の高さに保って構えるものでしたが、その後の動きとしては、シングルアームアクションと見なせるものでした。
 ただし、このあと示すシングルアームアクションの動きはKO選手の動きをベースとして、修正したシミュレーションモデルでのものとしてあります。
 KO選手は肘の高さを肩の位置に上げて、掌を顔の近くに保つことで、シングルアームアクションの開始ポーズをとっていましたが、解析ソフトの都合で、このような形では、うまく調べることができないため、肘を胸の前に下げたポーズを開始ポーズとすることにしました。
 シングルアームアクションで、開始ポーズの肘の位置を低くするか高くするかは、あまり大きな違いを生まないと思います。おそらく、KO選手のような、高い位置から始める選手のほうがポピュラーなものとなっていることでしょう。

 RM選手の腕の使い方はダブルアームアクションです。踏切の最初のところで、両腕を胸の前にそろえるポーズのあと、この両腕を前方へ突き出して、上半身のアタックデップ動作をリードするのですが、このときの動きでは、左腕(LA)の動きのほうが目立っていて、完全なダブルアームアクションではないようです。
 RM選手のアームアクションでは、腕の動き以上に、両肩の動きが強調されていて、これが大きな効果を生み出しているようです。


図4 ランアームアクション(Run, YG)
dG=6.9, dLA=5.9, dRA=6.6, dT=6.6

 通常のランニングでおこなわれる、腕を前後に振るランアームアクションのときの、◇総合水平速度グラフ◇の解析結果を見ると、全重心水平速度dGと、上半身重心水平速度dTが、ほとんど同じで、さらに、上半身重心水平速度dTを構成している、右手と左手の、それぞれの重心水平速度(dRA, dLA)も、同じような値となっています。
 このような解析結果は、両腕を含めた上半身が、とくべつ速く動くことなく、身体重心に近い、腰の上に、そのまま乗っていて、身体全体の一部として、自然な動きで動いていることを示しています。


図5 シングルアームアクション(Single, KO4(2)_saa)
dG=7.1, dLA=12.5, dRA=5.7, dT=7.9

 シングルアームアクションの◇総合水平速度グラフ◇の解析結果を見ると、上半身重心水平速度dTが、全重心水平速度dGを上回っていることが分かります。キックポイント(赤い縦点線位置)での値として、dG=7.1 [m/s] , dT=7.9 [m/s] となっています。0.8 [m/s] も上まわっているわけです。
 左手の重心水平速度がdLA=12.5 [m/s] で、右手の重心水平速度がdRA=5.7 [m/s] となっています。平均すると9.1 [m/s] です。
 このときのモデルシミューションでは、赤色の右手が、あまり後方へと動いていないものとしていますが、もっと後方へ振られていたとすると、dRAの値を小さくすることとなってしまい、両手の平均値を下げることとなります。


図6 ダブルアームアクション(Double, RM)
dG=7.1, dLA=10.6, dRA=7.5, dT=8.0

 ダブルアームアクションとなっていますが、右手の動きはそれほどでもなく、もっぱら、左手の動きによって、上半身の動きが誘導されています。
 dG=7.1 [m/s] に対してdT=8.0 [m/s] と、0.9 [m/s] 上回っています。
 dLA=10.6 [m/s] でdRA=7.5 [m/s] なので、平均すると9.05 [m/s] となります。

 シングルアームアクションやダブルアームアクションについての解析の、これらの値から、どうやら、腕の動きによって、(両腕を含めた)上半身が前方へと先行するようになっているようです。
 dGとdTの関係は、p=2/3, q=1/4として、次のスピード能力寄与式を満たします。

   dG = p(dT-dK) + dK + q(dS-dB)       (スピード能力寄与式)

 次の表1に、上半身のスピード成分(dLA, dRA, dT)と全スピード(dG)の値をまとめました。
 全スピード(dG)の値について、ほぼ同じとなるように、調整してあります。
 このとき、ランアームアクション(Run)では、全スピード(dG)より上半身のスピード(dT)のほうが小さな値となっていますが、シングルアームアクションとダブルアームアクションでは、全スピード(dG)より上半身のスピード(dT)のほうが大きな値となっています。
 このことから、シングルアームアクションとダブルアームアクションでは、両腕の動きによってリードされた、上半身の前方への動きが、全スピード(dG)を引きあげているということが分かります。

表1 上半身のスピード成分と全スピード



 しかし、このような解析では分かりにくいかもしれませんので、少し設定を変えて、次のような解析をすることにしました。

 キックベース速度dKが同じときの他のスピード要素

 取り扱う画像のコマ送りスピードを調整して、キックベース速度(キック脚重心水平速度)が同じ値dK=4.1 [m/s] となるようにしました。
 そして、このときの、スピード能力3要素(dT-dK, dK, dS-dB)と全スピード(dG)を調べました。


図7 ランアームアクション(Run)
dk=4.1, dT-dK=2.71, dS-dB=4.76 dG=7.1


図8 シングルアームアクション(Single)
dk=4.1, dT-dK=4.19, dS-dB=1.81 dG=7.5


図9 ダブルアームアクション(Double)
dk=4.1, dT-dK=5.90, dS-dB=2.76 dG=8.9

 図7〜図9において注目してほしいところは、灰色のプロットで描いた、相対トルソ速度dT-dKのパターンです。同じ値として調整したキックベース速度dKと比べて下さい。シングルアームアクションではdT-dKとdKが同じくらいですが、ランアームアクションではdKよりdT-dKが大きく下回っており、ダブルアームアクションでは、dKよりdT-dKが大きく上回っています。

 次の表2に、dK=4.1としたときのスピード成分と全スピードをまとめました。
 また、表3として、p=2/3, q=1/4としての、スピード成分3要素とそれらの合計(計算上のdG)を求めました。

表2 dK=4.1としたときのスピード成分と全スピード



表3 dK=4.1としたときのスピード成分3要素と推定dG



 ランアームアクションでは、ふつうのランニングと同じレベルの、大きな相対スウィング速度dS-dBが生み出されていますが、やはり、ふつうのランニングと同じレベルの、小さな相対トルソ速度dT-dKのため、スピード能力寄与式で影響してくる、pとqの係数のため、推定全速度はdG=7.10となっています。
 相対スウィング速度dS-dBについてSingle Arm Action での値が比較的小さいのは、シミュレーションのベースとなったKO選手のハードリングが、インターバル5歩のものを使っているからかもしれません。
 しかし、q=1/4という係数のため、相対スウィング速度dS-dBの差異は、あまり大きな影響をおよぼしません。
 これに対して、p=2/3という係数が掛けられることになる、相対トルソ速度dT-dKのほうは、より大きく影響を及ぼします。
 これに加えて、シングルアームアクションに対してダブルアームアクションでは、相対トルソ速度が(5.90/4.19=)1.41倍となっています。

 表2の全速度dGの値を110mHでの平均速度として、スタート区間の損失1.0秒を加えて、推定タイムを求めると、次の表4のようになります。

表4 dK=4.1としたときのスピード成分と全スピードと推定タイム



 ふつうのランニングにおいては、全スピードdGとキックベース速度dKは、高い相関をもっていますので、ほぼ比例しているとみなしてもかまいません。つまり、スプリントランニングのスピードレベル(おおよそdG)は、キックベース速度dKによって見積もることができるのです。
 上記のシミュレーションでは、そのような、スプリントランニングのスピードレベルを同じとみなしていますが、ハードルの特殊な1歩としての、ハードルに飛びかかるものにおいては、スウィング脚の動きより、圧倒的に、腕でリードした、上半身のアタックデップの動きの影響が大きいということが、これらの表にまとめた解析結果によって分かります。
 何もアームアクションを意識しない(ランアームアクション)で16秒5のハードラーが、シングルアームアクションで積極的にアタックデップを意識すれば15秒7へとタイムを短縮することができるかもしれませんし、さらに、ダブルアームアクションでの素早いアタックデップの動きをマスターすれば、13秒4のタイムへと近づくことができるかもしれないのです。
 (Written by KLOTSUKI Kinohito, July 14, 2014)

 

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