結論から言うと——モーメントアームは関節の中心から、重さの力がかかる線までの距離です。同じ重さでも、この距離が長い関節ほど大きな負荷（関節モーメント）がかかります。スクワットを深くすると膝を伸ばす筋肉の負担が増え（Bryanton ら 2012）、六角形のバー（ヘックスバー）でデッドリフトをすると、腰・股関節の負荷が減って膝の負荷が増えました（Swinton ら 2011）。フォームや道具を変えることは、どの関節にモーメントアームを割り振るかを選ぶことです。
| よくある誤解 | 正しい理解 |
|---|---|
| 重さを増やせば全部の筋肉にきく | 重さを増やすと股関節と足首の負担は増えたが、膝を伸ばす筋肉の負担は増えなかった（Bryanton ら 2012） |
| 深くしゃがむほどお尻だけにきく | 深くするほど膝を伸ばす筋肉の負担も、股関節を伸ばす筋肉の負担も増えた（Bryanton ら 2012） |
| バーの種類はデッドリフトの効き方に関係ない | ヘックスバーでは腰・股関節・足首の負荷が減り、膝の負荷が増えた（Swinton ら 2011） |
モーメントアームをたとえ話でつかむ
ドアを開けるとき、ちょうつがいの近くを押すより、ドアノブのあたりを押す方が軽く開きます。ちょうつがいが関節、ちょうつがいから押す場所までの距離がモーメントアームです。筋トレでは逆に、バーベルが関節から遠い位置にあるほど、その関節を支える筋肉は大きな力を出す必要があります。
モーメントアームと関節モーメント
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| モーメントアーム | 関節の中心から力の作用線までの垂直な距離 |
| 関節モーメント（トルク） | 力×モーメントアーム。関節を回そうとする働き |
| 筋の負担（相対的な努力度） | その角度で出せる最大の力に対して、どのくらいの力を出しているか（Bryanton ら 2012） |
てこの種類と、筋肉の付き方によるモーメントアームの違いは、別の記事で詳しく扱っています。この記事では、フォームや道具を変えたときに、どの関節に負荷が移るかに注目します。
スクワットの深さと重さで負荷が移る
筋トレ経験のある女性10人が、1RMの50〜90%の重さでしゃがむ深さを変えてスクワットを行い、関節ごとの負担を調べた研究があります（Bryanton ら 2012）。
| 筋肉のグループ | しゃがむ深さを増やす | 重さを増やす |
|---|---|---|
| 膝を伸ばす筋肉（大腿四頭筋など） | 負担が増えた | 負担は増えなかった |
| 股関節を伸ばす筋肉（大殿筋など） | 負担が増えた | 負担が増えた |
| 足首を伸ばす筋肉（ふくらはぎ） | 負担は増えなかった | 負担が増えた |
著者らは、膝を伸ばす筋肉は軽めの重さでも深くしゃがめば鍛えられ、股関節と足首の筋肉には重い重さが必要とまとめています。しゃがむ深さの基本はパラレルスクワットの記事、フォーム全体はバックスクワットの記事で解説しています。
デッドリフトのバーで負荷が移る
男性パワーリフター19人が、まっすぐなバーと、バーの枠の中に立てる六角形のバー（ヘックスバー）でデッドリフトを比べた研究があります（Swinton ら 2011）。
| 項目 | まっすぐなバー | ヘックスバー |
|---|---|---|
| 1RM | 245kg | 265kg |
| 腰・股関節・足首の最大の関節モーメント | 大きい | 小さい |
| 膝の最大の関節モーメント | 小さい | 大きい |
| 最大パワー | 4,388W | 4,872W |
ヘックスバーでは重さを体の中心に近い位置で持てるため、腰や股関節から重さまでの距離が短くなると考えられます。
モーメントアームをトレーニングに生かす
- 太ももの前を鍛えたいなら深さを優先：膝を伸ばす筋肉の負担は深さで増え、重さでは増えなかった（Bryanton ら 2012）
- お尻とふくらはぎには重さも必要：股関節と足首の筋肉の負担は重さで増えた（Bryanton ら 2012）
- 腰の負荷を減らしたい日はヘックスバー：腰・股関節の関節モーメントが小さくなった（Swinton ら 2011）
モーメントアームの試験に出るポイント
- モーメントアームは関節の中心から力の作用線までの垂直な距離
- 関節モーメント（トルク）＝力×モーメントアーム
- スクワットを深くすると膝を伸ばす筋肉と股関節を伸ばす筋肉の負担が増える（Bryanton ら 2012）
- スクワットの重さを増やすと股関節と足首の筋肉の負担が増える（Bryanton ら 2012）
- ヘックスバーのデッドリフトは腰・股関節・足首の関節モーメントが小さく、膝が大きい（Swinton ら 2011）
モーメントアームのよくある質問
- Qスクワットで太ももの前にききません。どうすればいいですか？
- A
膝を伸ばす筋肉の負担は、重さよりもしゃがむ深さで増えました（Bryanton ら 2012）。重さを少し下げて、深くしゃがめる範囲で行う方法があります。
- Qヘックスバーのデッドリフトは楽なのですか？
- A
腰・股関節・足首の関節モーメントが小さくなる一方で、膝の関節モーメントは大きくなりました（Swinton ら 2011）。楽というより、負荷のかかる場所が変わると考えるとよいでしょう。
- Qモーメントアームは自分で変えられますか？
- A
バーの位置、しゃがむ深さ、体の傾き、使う道具で変わります。研究では、深さとバーの種類で関節ごとの負荷が変わりました（Bryanton ら 2012、Swinton ら 2011）。
モーメントアームの理解度チェック
- Q問題1：関節モーメント（トルク）を表す式はどれか。
A. 力＋モーメントアーム
B. 力×モーメントアーム
C. 力÷モーメントアーム
D. 力×速度 - A
正解：B。関節モーメントは力×モーメントアームです。
- Q問題2：Bryanton ら（2012）で、重さを増やしても負担が増えなかったのはどれか。
A. 膝を伸ばす筋肉
B. 股関節を伸ばす筋肉
C. 足首を伸ばす筋肉
D. すべて増えた - A
正解：A。膝を伸ばす筋肉の負担は、深さで増え、重さでは増えませんでした。
- Q問題3：Swinton ら（2011）で、ヘックスバーのデッドリフトで関節モーメントが大きくなった関節はどれか。
A. 腰
B. 股関節
C. 膝
D. 足首 - A
正解：C。膝の関節モーメントは大きくなり、腰・股関節・足首は小さくなりました。
モーメントアームの覚え方
モーメントアーム ＝ ちょうつがい（関節）から押す場所までの距離
関節モーメント ＝ 力 × 距離
スクワット：深く → 膝・股関節↑
重く → 股関節・足首↑
ヘックスバー：腰・股関節↓ 膝↑モーメントアームのまとめ
- モーメントアームは関節から力の作用線までの距離で、関節の負荷を決める
- スクワットの深さや重さ、デッドリフトのバーで、負荷のかかる関節が変わる
- 鍛えたい筋肉に合わせて、フォームや道具を選ぶ
モーメントアームの語源と必須用語
| 語 | 語源 | 意味 |
|---|---|---|
| Moment | ラテン語 momentum（動かす力） | 回そうとする働き |
| Arm | 古英語 earm（腕） | 腕、てこの腕 |
| Torque | ラテン語 torquere（ねじる） | トルク |
| 用語 | 読み方 | 意味 |
|---|---|---|
| モーメントアーム | もーめんとあーむ | 関節の中心から力の作用線までの垂直な距離 |
| 関節モーメント | かんせつもーめんと | 関節を回そうとする働きの大きさ |
| 作用線 | さようせん | 力がかかる向きに引いた線 |
| ヘックスバー | へっくすばー | 中に立って持てる六角形のバーベル |
| 相対的な努力度 | そうたいてきなどりょくど | その角度で出せる最大の力に対する、出している力の割合 |
参考文献
- Bryanton MA, Kennedy MD, Carey JP, Chiu LZ. (2012) Effect of squat depth and barbell load on relative muscular effort in squatting. Journal of Strength and Conditioning Research 26(10): 2820–2828. doi:10.1519/JSC.0b013e31826791a7
- Swinton PA, Stewart A, Agouris I, Keogh JW, Lloyd R. (2011) A biomechanical analysis of straight and hexagonal barbell deadlifts using submaximal loads. Journal of Strength and Conditioning Research 25(7): 2000–2009. doi:10.1519/JSC.0b013e3181e73f87
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