靴底を硬くすると、走るエネルギー消費が改善する人と悪化する人に分かれた。足指の付け根の自然な曲がりを保てるか、履く人の反応をどう確かめるかが判断の鍵になる。走者の比較実験から、手で曲げた感触だけで靴を選ばず、歩いた感想と走った評価を分けて考える理由を探る。
試着したスニーカーのつま先を、手で反らせてみる。曲げやすい底と、押し返すように硬い底。足を入れる前なら、違いは手のひらだけで比べられる。その手応えだけで、歩くのに向くか、走るのに向くかを決められるだろうか。
答えの芯は、靴底の硬さだけで使い道や楽さを決めないことである。走る人を対象にした比較実験では、靴底を曲がりにくくした時にエネルギー消費が改善した人も、悪化した人もいた。全員の平均では有意な差がなかった。硬さに対する体の反応を、靴の表示だけで読み切ることはできない。[4]
ここでは歩行用と走行用の名称から性能の順位をつけず、走る時に足指の付け根と靴底がどう組み合わさるかを考える。横方向への動きは既存記事「運動靴とスニーカーの違いは横へ動いて考える、底の高さだけで決めない足元選び」に譲る。また「シューズはウォーキング用とランニング用で、反る硬さと熱量を同じにできるか」が扱う用途間の比較よりも、ここでは同じ走行条件で反応が分かれる理由に焦点を絞る。
靴底が曲がる場所に、足の関節がある
最初に押さえたいのは、靴のつま先と足のつま先は同じ部品ではないという点だ。走行時の研究で注目されるのが、中足趾節関節である。足指の付け根にある関節を指し、研究ではMTP関節とも呼ぶ。靴の曲げ硬さとこの関節の曲がりを同時に測ることで、靴だけを眺めていた時には見えない関係が現れる。[1][2]
曲げ硬さは、押した時の沈みやすさと区別して読む必要がある。今回の走行実験が変えたのは前足部の曲がりにくさであり、足指の付け根の角度や、地面から受ける力との関係を調べている。「柔らかい靴」という日常語を使う際も、底が折れ曲がる感触を指すのか、足裏の下が沈む感触を指すのかを分けると、比較の対象が定まる。[1][4]
たとえば玄関で靴を曲げると、抵抗の強さは手に伝わる。しかし、その時には足が入っていない。体重を支えて進む足の働きも加わっていない。裸足で走る時の前足部と靴の曲げ硬さを比較した研究では、足側の硬さは時間とともに変わり、試験した靴の硬さとは異なる振る舞いを示す。手の感触は靴の情報であって、走行中の足全体の成績表ではない。[2]
この違いを踏まえると、「指の付け根が動くから底は限りなく曲がるべきだ」という結論にも飛びつけない。靴底の曲げ硬さが走行時のエネルギー面に有益となる場合も報告されている。問題は硬さの存在そのものより、足本来の曲がりを邪魔しない範囲で作用するかどうかである。[1]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
足の前側は、一定の硬さのばねではない
前足部を調べた比較研究の対象は裸足で走る人であり、18〜39歳の女性の日常歩行へそのまま適用するには、動作の違いを考える必要がある。走行の映像と、地面に加えた力を測る装置の情報から、足指の付け根の曲がりと力の関係を評価した。前足部の硬さは、地面を押し出す局面で急に高まり、その後は次第に低くなった。著者らは、足の前側を単純なばねではなく、時間によって硬さが大きく変化する能動的な仕組みと捉えている。[2]
同じ研究では靴も比較した。調べた4種類の靴の曲げ硬さは比較的一定で、一般に人の前足部の平均的な硬さよりかなり低かった。靴を履いた時には足と靴の硬さが加わる関係にあり、全体の硬さには人の足の寄与が大きい、というのが研究の結論である。この4種類についての結果を、あらゆる構造の靴の性質に広げることは避けたい。[2]
ここで意外なのは、見た目には動かない靴底の話をしているつもりが、実際には足の側の変化を見なければならないことである。同じ靴を誰かと共有して評価しても、足まで同じにはならない。靴単体の硬さが一定でも、それを履いて動く仕組み全体の硬さが一定かどうかは、足の働きも含めて考える必要がある。[2]
この結果から特定の足指運動を勧めたり、足を鍛えればどんな靴でも合うと考えたりするのは飛躍である。研究が測ったのは走行中の力学的な関係だ。日常に持ち帰れるのは、靴を手で曲げて得た印象を、足を入れて動いた結果に置き換えないという姿勢である。見本の底は同じでも、動く主役は履く人の足である。[2]
硬くする利点には、足指の曲がりという条件が付く
2017年の走行実験には19人が参加し、曲げ硬さの異なる5段階の中敷きを用いた。走行中の比較であり、18〜39歳の女性が普段歩く時の靴選びには、同じ結果をそのまま当てはめずに考えたい。研究者は関節の角度、地面から受ける力、代謝コストを測った。代謝コストとは、ここでは走るために体が使うエネルギーの負担である。靴を硬くすることと、その負担の関係を、足指の付け根の動きまで含めて調べた実験だ。[1]
著者らが提案したのは、関節が生む回転の力と最大の曲がり角度の比から考える「限界となる硬さ」である。これは足指の付け根に対応した力学的な考え方であり、店頭で底を何回折り曲げれば分かる、といった試験ではない。硬さが増すほどエネルギー面の利益も際限なく増える、という見方に条件を付けるための指標と読める。[1]
実験では、硬さの条件が変わっても体の重心が地面を離れる速度に有意な変化はなかった。一方で水平方向に地面を押し出す力は有意に低下した。見た目に同じように走り続けていても、下肢の各関節が生む回転の力を調整して、一定の走行を保っていたと解釈されている。走る速度が保たれたことだけでは、体の内部の仕事の違いは分からない。[1]
限界となる硬さを超えた条件では、足指の付け根で回転の力が時間を通じて働いた量が有意に低下し、足首、膝、股関節ではその量にわずかな増加が見られた。足指の曲がりを抑えた分が、下肢全体の働きの変化と一緒に現れたのである。これは関節の働き方の結果であり、そのまま痛みやけがの発生率を表す数字ではない。[1]
研究の結論は、足指の付け根の自然な曲がりを妨げなければ、靴の曲げ硬さが走行のエネルギー面に有益となる、という条件付きのものだ。「硬いほどよい」と「曲がるほどよい」のどちらかを選ぶ話ではない。足と靴の間に、利益を受け取れる組み合わせがあるかを見る話なのである。[1]
力学の言葉を、もう少し生活の感覚から離しておこう。地面から受ける力が関節を回そうとする時、その作用は力の大きさだけでなく、関節に対してどの位置を通るかにも関係する。19人の実験を報告した論文は、硬い靴が地面からの力の作用する腕の長さを増し、地面を押し出す際の関節の回転の力のてこ作用を減らす点を論じている。底が曲がりにくいという変化は、単に足裏に板を追加する感触だけでなく、力の伝わり方の問題でもある。[1]
それでも、研究の限界となる硬さを自分で計算することが、普段の靴選びの出発点にはならない。この実験は関節の角度や地面からの力を測り、その関係を検討している。計算に使う量を測っていない状態で、手の抵抗や靴の外観から同じ指標を付けると、研究が扱った硬さと自分の印象が混ざる。専門的な指標の名前を覚えるより、何を測って出した指標なのかを押さえる方が役に立つ。[1]
また、足指の付け根の動きを保つという結論を、「曲がりが大きければ大きいほど有利」と読み替えないことも大切だ。研究が示したのは、靴の硬さが自然な関節の曲がりを妨げないという条件である。可動域を最大にする競争ではない。履く人の足が動くところへ、靴がどのような抵抗を加えるか。その組み合わせに注目すると、硬い底を一律に避ける必要も、一律に選ぶ必要もない理由が理解できる。[1]
測る対象を整理すれば、研究同士の役割も見通せる。前足部の比較研究は、足と靴を別々に見た時の硬さを示している。中敷きの硬さを変えた走行実験は、履いた状態で関節の働きと代謝コストがどう関係するかを調べている。前者で足の寄与が大きかったからといって、後者で靴の変更が無意味になるという結論は出ない。全体を主に支える要素と、変更によって反応が起こる要素は、同じでなくてもよい。[1][2]
数字で読む靴底の硬さと走る人
19人：足指の付け根の動きと代謝コストを測った走行実験の参加者数である。[1]
5段階：同じ実験で用いた中敷きの曲げ硬さの条件数である。[1]
4種類：裸足の前足部の硬さと比較した靴の数であり、すべての靴の代表値ではない。[2]
96人：前足部の硬さだけが異なる試作靴を履き比べた走者の人数である。[4]
29人と26人：硬い条件で走行の経済性が改善した群と悪化した群の人数である。残る41人の群は変化がなかった。[4]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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