筋肉と‘力の矢印’(ベクトル)

 人間の体は筋肉で動いているので、肩甲骨も当然、筋肉で動きます。肩甲骨を動かす筋肉を知ることで、さらにこの‘つなぎ’の名人についての理解を深めたいと思います。まずは準備として筋肉の動きを矢印で表す方法を説明します。

上腕二頭筋が縮んで肘関節が曲がりる様子。筋肉が縮む方向は一本の矢印で表せます。
 筋肉は線維方向に縮むので動く方向は一つに 決まって来ます。筋肉が縮む方向は一本の矢印で表すことができます。

長い矢印は大きな力を表します。力は一度にいくつも働くときがあり、その分だけ力の矢印が引かれます。
 力を矢印で表すことは便利です。力の働く方向は矢印の方向で表すことが出来ますし、大きな力は「長い矢印」で小さい力は「短い矢印」で描いてあげればよくわかります。「大きさ」と「方向」を持った量をベクトルと言いますが、筋肉の力もベクトルです。力の矢印はベクトルを目で見えるようにする道具です。また、いくつかの力が同時にかかる場合(一つの骨にいくつもの筋肉が働く場合)は矢印を力の数の本数分描いて上げれば良いのです。複数の力が働くときは力の和となりますが、力の矢印を使って、その和を求める方法を説明します。

平行四辺形の法則

 力の矢印は方向を持っていますので、普通の数字の足し算のようには簡単に考えることは出来ません。力の矢印の足し算は図形を使って考えます。

二つの力の矢印(ベクトル)の足し算は矢印で出来た平行四辺形の対角線となります。
 「平行四辺形の法則」と名前がついている考え方ですが、二つの力の矢印の和の大きさと方向が二つの力の矢印を辺とする平行四辺形の対角線となる事を述べたものです。力の矢印は作用する点を変えても問題ないので離れた力を考えるときでも平行四辺形を作るようにすればいつでも「平行四辺形の法則」は使うことが出来ます。
 三つ以上の力でも「平行四辺形の法則」を使えば必ず答えがでます。

三つの力が同時に働く場合。まず、二つの力を選んで「平行四辺形の法則」を考えます
 三つの力が同時に働く場合を考えます。二つの力を選んで「平行四辺形の法則」で和を考えます。和が出た時点で最初に選んだ二つの力は考える必要がありません。二つの力の和となった赤い矢印だけを考えます。

二つの筋肉の力の和と残りの力で「平行四辺形の法則」を考えます
 次に二つの力の和である赤い力の矢印と残りの力の矢印に「平行四辺形の法則」を考えます。この青い矢印が三つの力の和です。この方法を用いれば力の矢印の数がいくつになっても求めることが出来ます。

力の矢印の足し算で回転も起きます。
 肩甲骨に特有な上方回旋や下方回旋は回転方向が一致した筋肉が二つ以上組み合わさると起きます。回転ドアを何人かの人で押してドアを回転させるようなイメージです。回転の話もスポーツの動作を考える上で面白く、重要な話ですが、今回はイメージだけの理解としておきましょう。

肩甲骨周囲の筋肉

 多彩な動きをする肩甲骨がどのような筋肉の働きによって動いているかを実際に考えてみましょう。肩甲骨の特徴として体幹と大きな関節を作らず胸郭の上に浮かんでいるような構造となっている点が上げられます。この胸郭に浮かぶような構造が肩甲骨の自由な動きの元となっています。

肩甲骨を動かす筋肉…僧帽筋、肩甲挙筋、菱形(りょうけい)筋、前鋸(ぜんきょ)筋が放射状に付いています。
 図でわかるように肩甲骨には放射状に多くの筋肉が付いています。放射状というのは筋肉が働く方向がいろいろな方向であることを意味しています。主な筋肉は4種類ですが、僧帽筋のように筋肉の線維の方向までを考えるともっと多くの筋肉が付いていると言えます。肩甲骨はこれらの筋肉の組み合わせで動きます。(それぞれの動きに「平行四辺形の法則」をあてはめてみてください。)






内転と外転
 肩甲骨の内転には上記の4種類の筋肉が使われます。外転は一本の矢印で描いていますが、この矢印で表した前鋸筋は実際は幅が広く細かく分かれた筋肉です。







挙上と下制
 挙上には三種類、下制には二種類の筋肉が使われます。肩甲骨を挙上すると肩をすくめるような動きとなります。






上方回旋と下方回旋
 上方回旋では三種類、下方回旋では二種類の筋肉が使われます。回旋は肩甲骨ユニークな動きです。