身体の上下動とその要因２ー着地時間

走ると上下動するのは何故？という疑問

走ると身体が上下動しますが、マラソンなどでは特に上下動は少ない方が良いと言われます。
でも、TV中継に映るトップのマラソンランナーでも、ケニア勢は上下動が大きい選手も多い気がする。短距離走ではストライドが無茶苦茶長いのに、上下動が少ない、ということも知ってます。

ところで、速く走るには、ピッチを多くするか、ストライドを長くすることしかないですよね。
そして、ストライドを伸ばすには、長く空中を跳ばないといけないのでは、という疑問はありませんでしたか。例えば、こんなふうに。

「脚の長さは決まっている。
ストライドを伸ばすんだから、空中に長く滞在しなけらばならない。
だから、ある程度上に高く跳ばなければストライドは広げられない」

「でも、速く走れるランナーを見ると、上下動は大きくないし、
マラソンなどでは上下動は少ない方が良いと言うのも聞いたことがあるが、、、、」

すでにランニングに詳しい方なら確かな知見を持っているかも知れませんが、なかなか世の中にそこを語ってくれる人を見かけないし、実験データがあるだろうとは思いますが、そんなデータにたどり着くことができませんでした。

そこで、今回我々は、「ランニング中の上下動の起きる要因」を調べるため、マラソンからスプリントの選手までのデータを解析してみました。

膝の屈曲の影響（要因１）、着地時間の影響（本記事）、重力の影響（要因３）の３つを調べることで、ある程度理屈がわかりました！　本記事では着地時間について調べた結果を紹介します。

我々は上下動の大きさと走る速度について、経験として次のような知見、印象を持っています。

「走る速度が速いほど（マラソンより、中距離、スプリントの順に）、身体の上下動は減る」

では、まずこのことに関してデータで確認してみましょう。
図１は、身体の上下動（頭部の位置の最も低い位置と最も高い位置の差）とランニング速度を前種目のランナーをグラフにプロットしてみました。

種目全体を横断してみると、速度が上がるにつれて上下動は確かに少ない傾向がありますね。以前から持っている印象がこのようなものだと思います。

でも同時に、同種目グループの内では、「速度が増加すると上下動が減るとは言えない結果」になってます。

そもそも、「速度が速くなると何故上下動が減るのか」が、一番気になりますね。

図１　上体の上下動と走る速度

「速度」と似た指標、例えばストライド・ピッチ・着地時間などについて、上下動と関係するかどうか調べた結果、「着地時間」が「速度」よりも明らかに強い相関関係を示しました。

そこでさらに、「上下動」を着地のタイミングごとに分離したところ、「着地時間」との間により強い相関関係が見えて来ました。

身体上下動を４つの領域に分類：

上下動を着地期間と両足が空中に浮かんでいる空走期間に分け、さらに特徴ある4つのポイント、４つの領域に分けて、それぞれ図２のように定義します。

A：空走期間のピーク高さ、B:接地瞬間の高さ、C:最下降時の高さ、D：離地時の高さ
A’B’C’D’：もう一方の脚の着地に関するもの
A-B：空走期間の下降量
B-C：着地期間の下降量
C-D：着地期間の上昇量
D-A’：空走期間の上昇量

図２　頭部・上体の上下動の時間変化と空走/着地期間における上下動の分類

最初に下降量について示します。
見た目での上下動の大きさは、空中で最も高い位置から最も低い位置までの高さ変動になり、下降量（A-C）で代表されます。左脚着地時のこの下降量と、左脚の着地時間とをプロットしたものが図３です。

個人ばらつきはあるものの、種目グループごとに明確な傾向が見られました。

図３　空走期間中のピークから着地最下点までの下降量 A-C

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