投球パフォーマンスの基礎知識【野球Map】

バイオメカニクス的分析

全身の協調とエネルギー伝達のメカニズム

投球動作は、下半身から上半身へとエネルギーが連続的に伝達される全身運動です¹⁾²⁾。

その際、身体各部位の速度は下半身から徐々に増加し、最終的にボールに伝わる仕組みになっています。

効率的な投球動作を行うためには、このエネルギーの伝達をスムーズに行うことが鍵となります。

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投球動作の局面ごとの特徴

投球動作は以下のようにいくつかの局面に分けられます³⁾⁴⁾⁵⁾。

1. ワインドアップ期
   投球動作の開始段階で、軸足（右投手の場合は右足）に体重を乗せながら振り上げ脚を高く持ち上げます。この動作により、重心移動がスムーズに行われる準備を整えます。
2. ストライド期
   振り上げた脚を前方に踏み出す局面です。適切なタイミングでのストライドにより、体幹の回転や腕のスイングにつながる基盤を作ります。
3. コッキング期
   踏み出し脚が地面に着地した後、肩関節が最大外旋するまでの段階です。この局面で体幹の回転が加速され、腕のスイングに向けた準備が行われます。
4. アクセラレーション期
   肩関節最大外旋からボールリリースまでの段階です。この瞬間にエネルギーが上肢に伝わり、ボールが急激に加速します。
5. フォロースルー期
   ボールリリース後から動作終了までの局面で、投球動作を安全に完了させます。動作全体の余韻を調整する役割を果たします。

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球速に影響を与える要因

球速に影響を与える主要な要因として、以下の項目が報告されています⁶⁾。

●  上腕回旋最大速度

●  肘伸展角速度

●  ボールリリース時の体幹前傾角度

●  骨盤回転最大速度と胸郭回転最大速度の時間差●  前足（踏み込み足）の床反力最大値

また、高速投球群が低速投球群よりも下肢の力学的効率が高いことが報告されており⁷⁾、投球動作は下半身から始まる力の生成を全身に効率的に伝達する協調運動であることが示されています。

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投球動作の詳細な分析：5つのポイント

　しかし、以上のような分類や要因は、投球動作の一時点を切り出したものであることに注意が必要です。投球動作は中心から抹消へと劇的に加速させていく運動であるため、常に前の局面が次の局面の布石となっている連続した運動であることを念頭におく必要があります。

そのため、運動を断片的にとらえるのではなく、投球動作全体のひとつのまとまりの中で、ポイントとなる各局面の動きをとらえる必要があります。このような観点から、投球動作を以下のように考えます⁸⁾。

1. 両脚支持から片脚支持へ
   ホームベース方向への重心移動は、右脚（右投手の場合）でセカンドベース方向へ地面を押すことにより、ホームベース方向へ生じる地面反力を利用して行われます。そのためには、両脚から右脚に重心を「寄せる」動きと、右脚で地面をセカンドベース方向に押してホームベース方向へ「行く」動きがぶつかり、水平方向への重心移動が行われます。
2. 重心移動
   片脚支持のポジションから、下肢三関節を屈曲させ沈み込みながら体重移動を開始します。身体を沈み込ませる屈曲動作とともに右脚で地面を捉えてセカンドベース方向に押し続けることで重心移動が行われます。この時、下肢三関節が力を発揮しやすい適切な屈曲姿勢をとることが重要です。
3. 踏み込み
   左脚が地面を踏み込みにいく際、重心移動によって生まれたエネルギーを受け止めると、踏み込みと同時に起こる身体重心の急激な減速から、左脚股関節を支点にして骨盤および胴体の回転と上肢のスイングが劇的に加速します。なお、左脚の踏み込みは重心移動とは反対のセカンドベース方向に力が発揮されることで減速が行われます。
4. 横向きから前向きへ
   重心移動に続いて起こる左脚の踏み込みと重なって、骨盤および胴体の回転動作によって投球方向へと身体を向けます。素早いターンを行うためには、左脚の踏み込みの直前まで、重心移動の際にできる限り横向きの姿勢を崩さないことが大切です。また、ターンを行う際、身体重心を踏み込み脚に寄せることで、大きな地面反力を得ることができるだけでなく、回転軸と身体の軸が近くなることで素早いターンを生み出すことができると考えられます。また、踏み込み動作と回転動作（ターン）のタイミングが適切なタイミングで行われることで、その後に続く劇的な腕のスイングを行うことができると考えられます。
5. 腕のスイング
   左脚の踏み込み動作による急激な減速によって、骨盤および胴体の回転と上肢のスイングがタイミング良く加速できると、上肢のスイングは劇的に加速します。

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トレーニングを組み立てるために

投球とは、短いステップの中で下肢から生成された力を効率よく上肢に伝え、ボールを加速させることを目的とした全身運動です。それぞれの局面が独立した運動ではなく、各局面が連続性を持ちながら、適切に行われることで効率的にボールを加速させる投球動作を行うことができると考えられます。

また、投球動作にはオーバーハンド、スリークォーター、サイドスロー、アンダースローなどさまざまな投法があり、個々の身体的特性に応じて最適な技術を選択することが重要です。

投手における投球パフォーマンス向上のためのトレーニングを考える際、投球動作の構造を理解し、個々の身体特性を踏まえた上で、何を（what）どのように（how）行うかを考えていく必要があります。

生理学的分析

投手の体力とエネルギー供給

次に投球を生理学的観点から解説していきます。

野球における投球動作は、一瞬の爆発的な力が求められる運動です。

この動作を支えるエネルギーは、ATP-PCr系と呼ばれる、短時間で高出力を可能にする仕組みに大きく依存していることが知られています^9)10)11)。具体的には、ATP-PCr系が投球時のエネルギー供給の約95%を担い、解糖系は残りの5%を占めるとされています¹²⁾。

そのため、投球動作は一般的に「無酸素性運動」に分類されます。

投球中の心拍数に注目した研究では、模擬試合やブルペン投球時の最大心拍数（HRmax）は約60～70%に達することが報告されています^13)14)15)16)。

さらに試合中のデータによると、心拍数はHRmaxの85～95%にまで上昇することが確認されており¹⁷⁾¹⁸⁾、これには試合中の緊張感や心理的ストレスが影響を与えている可能性があります。

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試合全体を通じて必要な「持久力」

野球の試合は平均で約3時間にも及びます¹⁹⁾。

投手は20～30秒の休止を挟みながら投球を続けますが、この間にエネルギー供給システムの一部が回復しているのです²⁰⁾。ATPやPCr（クレアチンリン酸）の再生には数秒から数分が必要で²¹⁾、この回復プロセスは筋内の酸化代謝によって進行します²²⁾²³⁾。

特に酸素供給が十分な選手は、より効率的にエネルギーを再生し、次の投球に備えることができると考えられます。

この回復プロセスに関連して、PCrの再合成速度は、筋内の水素イオン濃度やATP濃度、酸化的リン酸化の速度に大きく影響されることがわかっています^24)25)26)。

さらに、有酸素能力が高い選手は運動後の乳酸除去が速く、筋肉内の代謝環境を早期に正常化できるため^27)28)29)、次の投球やイニングでも安定したパフォーマンスを維持する可能性があります。

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夏の試合を乗り切る力

特に野球の試合が夏季に行われることを考えると、投手が直面する環境的ストレスは非常に大きなものとなります。高温多湿の条件下では、疲労が早期に発現しやすくなりますが、心肺機能が高い選手はこのような厳しい環境に適応しやすいとされています¹⁵⁾³⁰⁾。

これにより、試合中の生理的負担を軽減し、パフォーマンスの低下を遅らせることが期待されます。

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投手に求められる「バランスの取れた体力」

これらの知見を踏まえると、投手にとって瞬発力を高める無酸素性トレーニングが最も重要なのはもちろんですが、回復力や持久力を養う有酸素性トレーニングも必要です¹⁴⁾²⁰⁾。これらをバランスよく取り入れることで、投手は総合的なエネルギー供給能力を向上させ、試合中のパフォーマンスをより安定させることができます。

短時間の爆発的な動きと、長時間にわたる試合を乗り切る持久力。この両方を備えた体力作りが、野球というスポーツにおける投手の成功を支える鍵となるでしょう。