「パワー」を正しく理解しよう

筋トレやスポーツをする人の会話で「パワー」という言葉がよく出てきます。トレーニング関連の用語としての「パワー」には厳密な意味があるのですが、何段階かの誤解があり、正しく使われなかったり、正しく使うと正しく理解されなかったりします。例えば、スクワットで大きな重量が挙がらないときに「パワーがない」と表現されるのに触れたことがある人は多いと思います。しかし、スクワットの挙上重量は、スクワットの動作で出せる「筋力」と言う方が適切です。「パワー」と「筋力」は同じではありません。トレーニング指導の専門家が「パワー」と「筋力」を区別して情報を発信するとき、言葉の違いを認識していない一般人に正しく伝わらないということがよく起こります。

では、「パワー」とは何なのか？一般的な日本語でイメージの近い言葉を探すと「瞬発力」があります。しかし、一般的な日本語の「瞬発力」という言葉のイメージは、トレーニングの専門用語としての「パワー」の定義と必ずしも同じではなく、ここでも誤解が生まれます。「パワー」と「筋力」は別物だと認識しているトレーニング指導の専門家であっても、「パワー」の厳密な定義を踏まえて情報発信をしたりトレーニングを考えたりするのは簡単ではありません。

今回は、アスリートのトレーニング指導をされている河森コーチにゲスト投稿をお願いしました。河森コーチは海外の大学院に留学し博士号まで取得される中で「パワー」について研究され、このトピックに関して世界レベルの知識を持つ専門家の中の専門家です。「パワー」という言葉の正しい意味と捉え方を、一般の筋トレファンやアスリートからトレーニング指導者まで、できるだけ幅広い人に、できるだけ正確に伝わるように解説していただきます。

＝＝＝ ここから本編 ＝＝＝

トレーニングにおける「パワー」

アスリートの競技力向上を目指したトレーニング（＝ストレングス&コンディショニング、S&C）について議論をする時には、「パワー」という用語がしばしば使われます。たとえば、「筋力だけ鍛えていても競技力向上に繋がらないから、パワーも鍛えよう」とか「アスリートのパワーを評価するために、垂直跳びテストを実施しよう」といった具合です。

おそらく、そういった場合には、「パワー」という言葉の定義を明確に意識して使っているケースは少ないのではないかと思います。むしろ、なんとなく「素早く力を発揮する能力」とか「瞬発力」といった程度の意味合いで「パワー」という言葉を使っていることがほとんどなのではないでしょうか？

言葉の定義についてあまり細かいことを言うと、「河森は面倒くさいやつだ」と敬遠されてしまいそうですが、それでもあえて言います。「パワー」の定義を正しく理解したうえで、正しく使うことがとても大切である、と。

そもそも、なぜ「パワー」を鍛えることや測定することが重要なのでしょうか？その点を明確に説明できないのに、「パワーを鍛えよう」とか「パワーを測定しよう」と言うのは、あまりにも無責任です。どちらも時間や労力がかかる作業なのですから、やるだけの価値があるとアスリートを納得させることができるだけの理屈を持っておくことが大切です。

そして、「パワー」を鍛えることや測定することの重要性をアスリートにしっかりと説明するためには、そもそも「パワー」とは何なのか、その定義を理解しておくことが大前提として必要になります。

「パワー」の定義

日常用語としての「パワー」という言葉には、軍事力とか権力といった意味も含まれます。しかし、トレーニングに関連する文脈で「パワー」という言葉を用いる場合には、力学的な専門用語としての「パワー」のことを指すはずです。したがって、ここからは「力学的パワー」に限定して話を進めていきます。

力学的な「パワー」の定義は「仕事率」です。つまり、「1秒間あたりにどのくらいの仕事をしたか」です。単位はW（ワット）となります。

力を加えて物体を動かした時に、「仕事をした」と言われます。その時の仕事の量（＝仕事量）は、「力×変位」で表されます。

※「変位」とは物体の位置の変化のことです。「（移動）距離」という言葉で置き換えたほうが理解しやすいかもしれませんが、正確を期すため「変位」という用語を使います。

ここで理解を深めるために重要なのは、「力×変位」と言った時、力と変位はどちらもスカラー量ではなくベクトル量であるという点です。つまり、「大きさ」だけでなく「方向」も重要なのです。

したがって、単純に「物体に加えた力」と「物体の変位（≒物体が動いた距離）」を掛け算すればよいわけではありません。「物体に加えた力」のうち、「物体の変位方向に加えた成分」が重要になるのです（図1）。

たとえば、物体の変位方向と垂直に力を加えた場合、仕事はゼロです。また、力を加えた方向と逆方向に物体が変位した場合、その仕事は負となります。

難しい言葉で言うと、「仕事（量）」は「力」と「変位」というベクトル量の内積であり、正負の符号をとるスカラー量です。単位はJ（ジュール）となります。

また、「仕事＝力×変位」というシンプルな表現をした時は、加える力が一定であるという前提にもとづいていますが（図2a）、スポーツにおいては加える力の大きさが一定ではない場合のほうが多いでしょう（図2b）。

後者の場合、力―変位曲線の下側の面積が仕事量にあたります（図2b）。難しい言い方をすると、仕事は力を変位で積分したものになります。

ここまでの説明で、「仕事」についての理解を深めていただけたと思いますが、本記事のテーマは「パワー」なので、話を「パワー」に戻します。

最初に述べたとおり、「パワー」の定義は「仕事率」です。つまり、「1秒間あたりにどのくらいの仕事をしたか」です。仕事量をそれに要した時間で割ることで、（平均の）「パワー」が求められるのです。

この「パワー」の定義を別の角度から考えてみると、どれだけ大きな仕事をしたとしても、それに時間がかかってしまうと、「パワー」の値は小さくなってしまうということになります。

たとえば、「パワーリフティング」という競技があります。スクワット、ベンチプレス、デッドリフトの3種目での挙上重量を競い合う競技です。トップ選手にもなると非常に重いバーベルを持ち挙げるので、とても大きなパワーを発揮しているような印象を持たれるかもしれません。しかし、実際にはバーベルを挙上するのに時間がかかるので、発揮される「パワー」という観点でいうと、思ったほどは大きくありません。

私のアメリカ大学院留学時代の恩師であるDr. Haffは、もともとウエイトリフティングの選手だったのですが、彼の口癖は「パワーリフティングと呼ばれているけど、ウエイトリフティングのほうがパワー発揮は大きいぞ！」というものでした。パワーリフターの大学院生とふざけ半分でよく議論していたものです。

実際、ウエイトリフティングで実施されるスナッチとクリーン&ジャークのほうがパワーリフティングよりも挙上重量は軽いものの、動作時間は短いので、結果として1秒あたりの仕事量である「パワー」は、ウエイトリフティング種目のほうが高いというデータも存在します⁽¹⁴⁾。つまり、「挙上重量≠パワー」なのです。

まあ、競技の名前は単なる名前に過ぎないので、そこに「その名前は正確じゃないぞ！」とツッコミを入れてもしょうがない、というのが私の意見です。しかし、「パワー」という言葉の定義を理解するうえでは役に立つ、記憶に残る印象的なエピソードだったのでご紹介しました。

ちなみに、スクワット、ベンチプレス、デッドリフトというパワーリフティング種目が、アスリートのパワー発揮能力向上のためのトレーニング手段としてウエイトリフティング種目よりも劣っているということではありません。単純に力学的なパワー発揮という点で言うと、後者のほうが大きいというだけです。トレーニング効果の大小とはまったく次元の異なる議論なので、誤解をしないよう気を付けてください。

「パワー＝力×速度」と「力―速度関係」

「パワー」の定義は「仕事率」と説明しました。その一方で、「パワー＝力×速度」という式を目にしたことがある方も多いのではないでしょうか？

この式は、以下のように考えると導くことができます。

パワー ＝ 仕事率
＝仕事量÷時間
＝力×変位÷時間
＝力×速度

ストレングス&コンディショニング業界では、この「パワー＝力×速度」という式がさまざまな形で解釈され、使われています。

特によく見かけるのが、「パワー＝力×速度」だから、ウエイトトレーニングをして筋力（＝「力」を発揮する能力）を向上すればパワーも向上する！という主張です。パワーを構成する2つの要素のうち、片方の「力」を増やせばパワーも自動的に増えるという理屈なのでしょう。

「パワー」を鍛えるための考え方としてはそれほど間違っていないし（特に筋力レベルが低いアスリートの場合）、ウエイトトレーニングの有効性をアスリートや競技コーチに売り込むための説明方法としてはわかりやすいので、アリだと思います。

その一方で、この説明だけだと少し単純すぎるので、正確を期すためには、もう1点だけ頭の片隅に入れておいていただきたいことがあります。それは、「筋肉が発揮できる力は、筋肉の収縮速度に依存する」ということです。

一般的に、筋肉の収縮速度が速くなれば速くなるほど、筋肉が発揮できる力は小さくなります。これは、筋肉の「力―速度関係」とも呼ばれている現象です（図3）。

つまり、「パワー＝力×速度」という式の右項の「力」と「速度」はお互いに独立した変数ではなく、一方の値が変わると他方の値にも影響を与えるのです。たとえば、単純に「力」が増えても、そのぶん「速度」が減ってしまえば、「パワー」の値は変化がないか、むしろ減ってしまうかもしれないのです（図3）。

したがって、「パワー＝力×速度」だから、ウエイトトレーニングをして筋力（＝力を発揮する能力）を向上すればパワーも向上する！という主張をさらに正確なものにするためには、「力が増えたぶん以上に速度が低下しなければ」という前提条件を付け加える必要があります。

ただし、実際には、筋力が向上すれば、筋肉の「力―速度関係」における曲線が右にシフトするので、パワー発揮能力も向上する可能性が高いのは間違いありません。また、特に筋力レベルの低いアスリートの場合、高負荷のウエイトトレーニングを実施して筋力を向上することが、同時にパワー発揮能力の向上にも繋がるとする科学的知見も存在します⁽²⁾。

それでも、「結果としては同じことだからオッケー！」とするのではなく、「パワー」についてできるだけ正確に理解しておくことが重要だと私は思います。この理解が深まれば深まるほど、あらゆる状況において、どうやったら「パワー」発揮能力を高めることができるのかを判断するための「応用力」が高まるからです。

たとえば、高負荷でのウエイトトレーニングを実施して筋力（＝力を発揮する能力）を向上させれば、特に、外的な負荷が高くて筋肉の収縮速度が遅い条件においては、パワーの向上にも繋がる可能性は高いです。そのような能力を「高負荷パワー」と呼んだりします⁽⁷⁾。

一方、「低負荷パワー」とも呼ばれるように、外的な負荷が低くて筋肉の収縮速度が速い条件におけるパワー発揮能力に関しては、単純に筋力を向上させてもあまり変化が見られない可能性があります（特にアスリートがすでに高いレベルの筋力を有している場合）。そのような場合は、軽めの負荷を爆発的に挙上するようなタイプのトレーニングのほうが「低負荷パワー」の向上には有効になるかもしれません。

単純に「パワー＝力×速度」だから力の能力（＝筋力）を増やせば、あらゆる条件においてパワー発揮能力も自動的に向上するわけではないのです。やはり、「パワー」について正しく理解しておくことが重要です。

「パワー」≠大きな力を素早く発揮する能力

「パワー」に関連して、よく見かけるもう1つの間違いが、「パワーとは、大きな力を素早く発揮する能力である」といった考え方です。

すでに説明したように、「パワー」の定義は「仕事率」です。したがって、「パワーとは、大きな仕事を素早く実施する能力です」と言うのであれば、まだ納得できます。しかし、「仕事≠力」なので、「パワーとは、大きな力を素早く発揮する能力です」という言い方は力学的に不正確です。

「大きな力を素早く発揮する能力」というのは、どちらかと言うと「パワー」というよりも「RFD（rate of force development）」を説明している表現です。

RFDは日本語では「力の立ち上がり率」とも呼ばれ、力学的には「単位時間あたりの力の変化量」のことを指します。もう少し難しく言うと、力を時間で微分したものになります。力を変位で積分したものである「パワー」とは根本的に別物です。単位も違います（RFDはN/s、パワーはW）。

もちろん、スポーツにおいては、力を発揮して身体重心や外的な物体（例：ボール、バット、やり、ハンマー）を加速させることのできる時間が限られているため、大きなパワーを発揮するためには、力を素早く立ち上げる能力（＝RFD）が重要であることは間違いありません。

しかし、「パワー」に「RFD」が影響を及ぼす、貢献するからといって、「大きな力を素早く発揮する能力がパワーだ！」と言って両者を混同してしまうのは、やはり間違いです。

「パワー」と「RFD」はあくまでも別物であり、それぞれを向上させるのに最適なトレーニング方法も異なる可能性があります。それぞれの定義や2つの言葉の違いを正しく理解しておかないと、それぞれを向上させるのに最適なトレーニング方法を選択することができなくなるリスクがあります。

また、この「パワーとRFDは別物である」ということを理解するためには、アイソメトリックな筋活動における両者の値が異なることを想像するとわかりやすいはずです。

※筋肉が長さを変えずに力を発揮することを「アイソメトリック（筋活動）」と呼びます。

アイソメトリックに大きな力を素早く発揮した場合、「パワー」はゼロです。動いていないので「変位」がゼロとなり、力を変位で積分した「仕事」もゼロになるからです（仕事がゼロなら仕事率であるパワーもゼロになる）。

あるいは、「パワー＝力×速度」という観点で考えてみても、アイソメトリックに力を発揮する時は速度がゼロなので、パワーもゼロになるということがわかりやすいかと思います。つまり、「パワー≠大きな力を素早く発揮する能力」なのです。

そもそもスポーツにおいて「パワー」は重要？

ここまで「パワー」について詳しく説明してきました。そのうえで、最後に重要な問いを投げかけてみます。そもそもスポーツにおいて「パワー」は我々が考えているほど重要なのでしょうか？

筋力や他の体力要素と比較して、「パワー」は競技パフォーマンスに直結する、あるいは、より重要であるという考えを持っているS&Cコーチが多いのではないか、という印象を私は持っています。

「パワー」を鍛えたり、測定したり、という行動の前提として、スポーツにおいて「パワー」が極めて重要であるという考えがあるはずですが、この前提は本当に正しいのか？ということを突き詰めて考えてみたことがある人は意外と少ないのではないでしょうか？

「パワー」は「仕事率」のことだから、単位時間あたりにより大きな仕事を行うことができれば、競技パフォーマンスも高くなりそうな感じはします。では、実際にパワーの大小がパフォーマンスに大きな影響を与えるのでしょうか？

まず、「パワー」の大小そのものによって直接的に勝ち負けや順位が決まる競技はありません。1000Wのパワーを発揮したアスリートが999Wのパワーを発揮したアスリートに勝つ、なんて競技は存在しないはずですから（少なくとも私の知る限りでは）。したがって、スポーツにおいて「パワー」が競技成績に“直結”することはないはずです。

では、「パワー」が“間接的に”パフォーマンスに影響を及ぼす可能性はどうでしょうか？

これに関して言うと、競技成績そのものではありませんが、スプリント^{(1, 3, 6, 13, 15)}やジャンプ^{(4, 10)}といった動作のパフォーマンスと「パワー」の測定値の間に相関関係があると報告している研究論文は多数あります。したがって、それらの相関関係をもとにして、間接的ではあるが「パワー」が競技パフォーマンスに影響を及ぼすはずだ、と推測することは十分可能でしょう。

しかし、そうした相関関係だけを根拠に、「パワー」を発揮する能力が筋力や他の体力要素よりも重要である、あるいは、より競技パフォーマンスに直結すると主張するのは少し無理があるような気がします。

力学的な観点から考えてみても、スポーツにおいては「パワー」よりも重要な変数が他に存在することがわかります。たとえば、１つの例として、垂直跳びのパフォーマンスを考えてみます。

垂直跳びは「パワー」のテストとして測定に使われることもあるくらいなので、「パワー」が重要だと思われるかもしれません。

しかし、力学的に考えると、垂直跳びにおけるパフォーマンス、すなわち「ジャンプ高」は、足が地面から離れる時の身体重心の（鉛直方向の）速度によって決まります。

そして、足が地面から離れる時の身体重心の速度は、地面反力の（鉛直方向の）「力積」によって決まります。

つまり、力学的に考えると、垂直跳びのパフォーマンスを決定するのは「力積」であって「パワー」ではないのです⁽¹²⁾。

力学的に「パワー」よりも「力積」が重要なのは、垂直跳びだけではありません。スプリントのパフォーマンス（特に加速期間）においても「力積」が重要です。

スプリントのスタート直後に加速して速度を上げていくには、接地時に水平方向に「力積」を加える必要があります。この水平方向の地面反力の「力積」とスプリント加速能力の間には、相関関係があることが多くの研究によって示されています^{(8, 9, 11)}。これは、私が博士課程でやった研究テーマでもあります。

また、減速や方向転換といったパフォーマンスにおいても、「力積」が重要です。減速も方向転換も、要するに身体重心の速度を変えること（＝加速）なので、力学的に考えると地面反力の「力積」がキーになるのです。

以上のように、力学的な観点で言うと、スポーツにおける跳ぶ・走る・止まる・方向転換するetcといった動きのパフォーマンスにおいては、「パワー」ではなく「力積」が重要になります。

それにも関わらず、「力積」よりも「パワー」のほうがもてはやされて、頻繁に測定されたり鍛えられたりしている現状があるのは不思議なものです。もしかしたら、われわれS&Cコミュニティーは、これまで「パワー」の重要性を過大評価してきたのかもしれません。

アスリートの貴重な時間と労力を使わせてまで、「パワー」を測定したり鍛えたりする必要が本当にあるのかどうか、我々S&Cコーチは考え直す時期に来ています。

たとえば、最近は技術進歩のおかげでウエイトトレーニング中のパワー発揮を容易に計測できるようにもなってきていますが、それらのテクノロジーに投資をする価値があるのかどうかも、再検討してみる価値はあるでしょう。

今回の記事が、「パワー」というものについてもう一度考え直してみるキッカケとなれば幸いです。

セミナー開催の告知

今回の記事の公開に合わせて河森コーチがセミナーを開催されます。

• セミナータイトル
  『爆発的パワー向上の科学的基礎』
• 開催日時
  2018年5月20日
• 開催場所
  埼玉県浦和市

パワーに関して理解を深めたいという方にとっては貴重な機会になるはずです。セミナー詳細や申込みに関しては、河森コーチのサイト「S&Cつれづれ」のページをご確認ください。

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参考文献

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