ランニングマシンと屋外練習の違い|トレーニング効果を近付ける方法

マナブ
マナブ

「雨の日はランニングマシンでも同じ練習になる?」

「ランニングマシンは屋外より楽だから、傾斜を1%にした方がいい?」

「マラソン練習をランニングマシンだけで行っても大丈夫?」

 ランニングマシンを使っていると、このような疑問を持つことがあります。

 結論からいうと、ランニングマシンでも心肺機能や持久力を高めるためのランニングトレーニングは十分に行えます。

 実際、研究ではランニングマシンと屋外ランニングについて、酸素摂取量やランニング動作など多くの指標が比較されており、全体としては似ていることが報告されています。

一方で、

  • 空気抵抗
  • 路面の性質
  • ペースの変化
  • ランニングフォームの一部
  • 走行環境

などは完全には同じではありません。

 そのため、「ランニングマシンと屋外のどちらが優れているか」ではなく、それぞれの特徴を理解して目的に応じて使い分けることが重要です。

 この記事では、ランニングマシンと屋外ランニングの違いを研究をもとに解説し、屋外トレーニングに近付けるための方法まで紹介します。

目次

ランニングマシンと屋外ランニングはどれくらい違う?

 ランニングマシンではベルトの上を走るため、「屋外とはまったく違う走り方になるのでは?」と思う人もいるでしょう。

 しかし、現在までの研究を見ると、そこまで大きく異なる運動とはいえません。

 Millerらが2019年に発表したシステマティックレビュー・メタ解析では、34研究を対象として、ランニングマシンと屋外ランニングの

  • 酸素摂取量
  • 心拍数
  • 血中乳酸
  • 主観的運動強度
  • 持久系パフォーマンス
  • スプリント能力

などを比較しています。

その結果、酸素摂取量をはじめとした多くの生理学的指標は、条件によって多少の違いはあるものの比較的近いことが報告されています。

 また、Van Hoorenらが2020年に33研究、494人をまとめたシステマティックレビュー・メタ解析でも、ランニングマシンと屋外ランニングのバイオメカニクスは、全体としてかなり似ていると結論付けられています。

 つまり、「ランニングマシンでは別の運動になる」と考える必要はありません。

 ただし、「ほぼ同じ」と「完全に同じ」は別です。

 ここからは具体的な違いを見ていきましょう。

違い① 空気抵抗

 屋外ランニングとランニングマシンで最も分かりやすい違いの一つが、空気抵抗です。

 屋外では、自分の身体が空気中を前方へ移動します。そのため、走る速度が上がるほど空気抵抗の影響も大きくなります。

 一方、ランニングマシンでは身体そのものはほぼ同じ場所に留まっています。そのため、通常の屋内環境では屋外ランニングほどの空気抵抗を受けません。

 Pughはトラックランニングとトレッドミルランニングを比較し、さらにトレッドミル上で風を当てる実験を行っています。

 その結果、走行速度が高くなるほど、空気抵抗を克服するためのエネルギーコストが増えることが示されています。

走(かける)
走(かける)

つまり、ゆっくりしたジョギングよりも、高速ランニングの方が屋外とランニングマシンとの差が大きくなりやすいと考えられます。

ただし、ここから「ランニングマシンは空気抵抗がないから、必ず屋外より楽」と結論付けるのは単純化しすぎです。

実際の生理学的負荷には、走行速度だけでなく室温、風、トレッドミルの特性などさまざまな要因が影響します。

違い② 酸素摂取量や心拍数

 ランニングマシンは屋外より楽なのかを考える際に重要なのが、酸素摂取量です。

 2019年のMillerらのメタ解析では、サブマックス運動における屋外との差は、

  • 傾斜0%:VO₂ −0.55mL/kg/min
  • 傾斜1%:VO₂ +0.37mL/kg/min

と、小さな差でした。

 また最大運動時にも、VO₂や最大心拍数は屋外ランニングと大きく異なりませんでした。

走(かける)
走(かける)

つまり、ランニングマシンだから心肺機能への刺激が大幅に小さくなるとは考えにくいということです。

※一方で、すべての生理学的反応が同じだったわけではありません。

同メタ解析では、サブマックス運動時の血中乳酸濃度がランニングマシンで低い傾向が報告されています。

心拍数や主観的運動強度についても、

  • 遅い速度
  • 速い速度

によって屋外との差が異なりました。

 そのため、「同じ10km/hなら屋外とまったく同じ負荷」とも、「ランニングマシンは常に楽」とも言い切れません。

違い③ ランニングフォーム

 「ランニングマシンはベルトが勝手に脚を後ろへ運んでくれる」と説明されることがあります。

 しかし、この表現には注意が必要です。

 ランニングマシンでも、身体を前方へ倒れないように保ちながら走り続けるには、地面に対して力を発揮する必要があります。

 実際、Van Hoorenらのシステマティックレビュー・メタ解析では、ランニングマシンと屋外ランニングのバイオメカニクスについて、多くの指標は似ていると報告されています。

一方、

  • 接地時間
  • 接地時の足部角度
  • 膝関節角度
  • 骨盤や身体重心の上下動
  • 一部の地面反力
  • 足関節モーメント

などには小さな違いが確認されています。

 例えば接地時間は、トレッドミルで平均約5ミリ秒長いという結果でした。

 つまり、基本的なランニング動作は似ているものの、細かな動きまで完全に同じではないと考えるのが適切です。

違い④ 筋肉の使い方

 ランニングマシンでは筋肉の使い方も大きく変わるのでしょうか。

 Darendeliらは、

  • 約10.5km/h
  • 約16.5km/h

という2つの速度で、屋外ランニングと0〜2%傾斜のトレッドミルランニングを比較しました。

その結果、大腿部や下腿部の主要な筋肉の活動パターンは、全体としてよく似ていました。

 したがって、「トレッドミルでは脚の筋肉をほとんど使わない」・「屋外でなければランニングに必要な筋肉を鍛えられない」という説明も適切ではありません。

ただし、傾斜や速度によって個々の筋活動には違いが生じます。

違い⑤ ペースの作り方

 ランニングマシンと屋外で大きく異なるのが、速度の調整方法です。

 ランニングマシンでは、「12km/h」と設定すれば、基本的にはベルトがその速度で動き続けます。

 ランナーはその速度に合わせて走ります。

一方、屋外では自分自身で、

  • 加速する
  • 減速する
  • 一定ペースを維持する
  • 坂に合わせて速度を変える
  • 風に合わせて調整する

必要があります。

走(かける)
走(かける)

つまり、ランニングマシンは一定速度で走る練習には非常に向いている一方、屋外では自分でペースを調整する能力も求められます。

 実際、研究ではトレッドミルの方がストライド時間などの変動が小さくなることも報告されています。

 マラソンなどのロードレースを目指す場合には、トレッドミルだけでなく屋外でのペース感覚も身につけておきたいところです。

違い⑥ 路面

 ランニングマシンと屋外では、足元の性質も異なります。

屋外では、

  • アスファルト
  • コンクリート
  • 陸上競技場
  • 芝生

などさまざまな路面を走ります。

 一方、トレッドミルはベルトとデッキの上を走ります。

Colinoらはアスファルト、陸上競技場、トレッドミルの衝撃吸収特性を比較しました。

その研究では衝撃吸収率が、

  • アスファルト:約0%
  • 陸上トラック:約37%
  • トレッドミル:約71%

と大きく異なっていました。

ただし、ここで注意したいのが、すべてのランニングマシンが同じではないという点です。

 別の研究では77台のトレッドミルが調べられ、衝撃吸収性や変形量、エネルギーリターンに大きな機種差が認められています。

 そのため、「トレッドミルは必ず柔らかい」・「トレッドミルなら膝への負担が必ず小さくなる」と一括りにすることはできません。

違い⑦ 坂道やカーブなど環境の変化

 屋外ランニングでは、

  • 上り坂
  • 下り坂
  • カーブ
  • 路面の凹凸
  • 向かい風
  • 追い風

など、環境が絶えず変化します。

 一方、ランニングマシンは基本的に非常に安定した環境です。

 これはデメリットだけではありません。

 環境が一定だからこそ、

  • ペース走
  • テンポ走
  • インターバル走
  • 坂道トレーニング

などの条件を細かく設定できます。

「余計な要因を減らして狙った負荷をかける」という意味では、むしろランニングマシンの大きなメリットです。

違い⑧ 体温調節

 屋内トレッドミルでは、もう一つ注意したいことがあります。

 それが身体の冷却です。

 屋外では、自分自身が前方へ移動することで身体に風が当たります。

 一方、屋内のランニングマシンでは身体がほぼ同じ場所に留まるため、十分な送風がなければ走行風を得にくくなります。

するとランニングマシンは

  • 発汗量が増える
  • 心拍数が上昇する
  • 暑く感じる
  • 主観的運動強度が上がる

可能性があります。

 そのため、「同じペースなのにトレッドミルの方が汗をかく」と感じる場合、ランニングそのものではなく室温や風の影響を受けている可能性もあります。

 屋内で走る場合は、扇風機やサーキュレーターを使用して身体に風を当てる方法も有効です。

ランニングマシンの傾斜は1%にするべき?

 ランニングマシンについて調べると、「屋外と同じ負荷にするには傾斜を1%にする」という説明をよく見かけます。

 この「1%」には研究上の根拠があります。

1%ルールの根拠となった研究

 Jones & Doustは1996年、トレッドミルランニングと屋外ランニングのエネルギーコストを比較しました。

 対象はトレッドミルに慣れた男性ランナー9人。

 約10.5〜18km/hの速度で走り、

  • 0%
  • 1%
  • 2%
  • 3%

などのトレッドミル傾斜と屋外ランニングを比較しています。

その結果、1%傾斜が屋外ランニングのエネルギーコストを比較的よく再現したと報告されました。

ここから「トレッドミル=1%」という考え方が広まりました。

すべてのランニングで1%にする必要はない

 ただし、この研究を「ランニングマシンでは必ず1%に設定しなければならない」と解釈するのは適切ではありません。

 この研究では、遅い速度条件では0%でも屋外ランニングとの酸素摂取量に明確な差がありませんでした。

また、

  • 対象者は9人
  • 男性ランナーのみ
  • 一定の速度範囲
  • 特定のトレッドミル

という条件で行われた研究です。

 さらに2019年のメタ解析でも、0%と1%のどちらでも屋外とのVO₂差は全体として小さい結果でした。

走(かける)
走(かける)

つまり、1%は屋外に近付ける一つの方法ではあるものの、絶対的なルールではありません。特にゆっくりしたジョギングでは、無理に1%に固定する必要はないでしょう。

ランニングマシンのおすすめ傾斜

 一般的なジョギングやイージーランなら、0〜1%程度から始めれば十分です。

 屋外レースを想定した高速走では、空気抵抗の差を小さくする目的で1%程度を使う選択肢があります。

 ただし、「屋外と同じにするために1%」と固定するのではなく、

  • 心拍数
  • 主観的運動強度
  • 呼吸
  • 脚の疲労感

などを見ながら調整する方が実践的です。

ランニングマシンでも持久力は高められる?

 ランニングマシンでも、

  • 酸素摂取量
  • 心拍数
  • 筋活動
  • ランニング動作

などは屋外ランニングとかなり近い条件を作ることができます。

 そのため、ランニングマシンでも、

  • イージーラン
  • テンポ走
  • インターバル走
  • ロングラン
  • 坂道トレーニング

などを行うことができます。

走(かける)
走(かける)

つまり、心肺機能や持久力を高めるという目的なら、ランニングマシンは十分に有効なトレーニング手段です。

雨や雪、猛暑などで屋外を安全に走りにくい場合に、無理をして屋外へ出る必要はありません。

それでも屋外ランニングを行った方がよい理由

 では、ランニングマシンだけでマラソン練習をすべて行えばよいのでしょうか。心肺機能を高めるだけなら、かなりの部分をトレッドミルで行うことは可能です。

 しかし、大会で屋外を走るのであれば、屋外練習にも意味があります。

 トレーニングには特異性があります。

マラソン大会では、

  • 自分でペースを作る
  • 坂を上る
  • 坂を下る
  • カーブを曲がる
  • 風を受ける
  • 路面の変化に対応する
  • 給水しながら走る

必要があります。

 これらはトレッドミルだけでは完全に再現できません。

 

走(かける)
走(かける)

そのため、体力づくりはランニングマシンでも行い、本番特有の条件への適応は屋外で練習するという使い分けが合理的です。

ランニングマシンを屋外練習に近付ける方法

① 傾斜を1%に固定しすぎない

 まず覚えておきたいのが、1%は絶対ではないということです。

 ゆっくりしたランニングなら0%でも屋外と近い生理学的負荷になる場合があります。

一方、高速になるほど空気抵抗の影響が大きくなるため、必要に応じて1%前後を利用します。

② 扇風機を使う

 ランニングマシンで意外と大きな違いになるのがです。

 屋外に近付けたい場合は、身体にしっかり風が当たるようにします。

 扇風機やサーキュレーターを利用することで、

  • 身体の冷却
  • 発汗量
  • 心拍数

などの環境差を小さくしやすくなります。

③ 心拍数だけで判断しない

 同じ速度でも、屋内と屋外では心拍数が異なることがあります。

そのため、

  • 心拍数
  • RPE
  • 呼吸のきつさ
  • 脚の疲労感

などを組み合わせて運動強度を判断します。

 例えば屋外のテンポ走で「RPE7程度」になるなら、トレッドミルでも同程度の感覚になる速度を探す方法があります。

④ 速度を変化させる

 トレッドミルのメリットは一定速度を保てることですが、毎回完全に一定にする必要はありません。

 屋外では速度が自然に変化します。

例えばイージーランでも、

  • 10分ごとに0.2〜0.5km/h変える
  • 後半だけ少しペースアップする

など、小さな速度変化を取り入れることができます。

⑤ 傾斜を変化させる

 屋外コースにはアップダウンがあります。

トレッドミルでも、

  • 0%
  • 1%
  • 2%
  • 3%

 などを一定時間ごとに変化させれば、平坦路だけを走るより屋外に近い負荷変化を作れます。

 ただし、上り坂の再現は比較的容易でも、一般的なランニングマシンでは下り坂を再現できない機種もあります。マラソン本番で下り坂が多い場合は、屋外練習も取り入れましょう。

⑥ 手すりにつかまらない

 通常のランニングフォームを再現するため、基本的には手すりにつかまらず走ります。

 手すりにつかまると身体を支える力が変わり、通常のランニングとは異なる運動になってしまいます。

 安全面で手すりが必要になるほど速度や傾斜を上げている場合は、設定そのものを見直しましょう。

⑦ 屋外ランニングも残す

 ロードレースを目標としている場合、すべての練習をランニングマシンに置き換える必要はありません。

 例えば、

雨の日
→ ランニングマシン

猛暑日
→ ランニングマシン

イージーラン
→ ランニングマシンでもOK

インターバル走
→ ランニングマシンでもOK

レースペース練習
→ ランニングマシン+屋外

ロングラン
→ 本番が近づいたら屋外も取り入れる

というように使い分けます。

ランニングマシンのメリット

 ランニングマシンには屋外にはないメリットがあります。

天候に左右されにくい

 雨、雪、強風などがあっても走ることができます。

 特に夏場の猛暑では、屋外ランニングを避けられる点は大きなメリットです。

ペースを一定にできる

 ランニングマシンでは設定速度が維持されます。

そのため、

  • ペース走
  • テンポ走
  • インターバル走

など、速度を管理したいトレーニングと相性がよい方法です。

坂道を作りやすい

 近くに坂がなくても、傾斜機能を使えば上り坂トレーニングができます。

 例えば、「3%で5分」・「5%で2分」など、屋外よりも細かく負荷を設定できます。

信号で止まらなくてよい

 屋外では信号や交通状況によってランニングが中断されることがあります。

 ランニングマシンなら継続して走れるため、一定時間の持続走を行いやすくなります。

給水しやすい

 ボトルを近くに置いておけるため、長時間トレーニングでも給水しやすくなります。

 補給方法を試したいときにも便利です。

ランニングマシンのデメリット

屋外環境への適応が少ない

 屋外では路面、風、坂、カーブなどさまざまな状況に対応します。

 トレッドミルだけでは、これらへの適応を十分に練習できない場合があります。

自分でペースを作る経験が減る

 トレッドミルでは機械が速度を一定に保ってくれます。

 そのため、自分自身でペースを微調整する能力は屋外の方が身につきやすいでしょう。

暑くなりやすい

 十分な送風がない屋内では、身体に熱がこもりやすくなります。

 エアコンだけではなく、扇風機も活用しましょう。

マシンによって走り心地が違う

トレッドミルには、

  • ベルト
  • デッキ
  • 衝撃吸収性
  • エネルギーリターン
  • 速度精度

などの機種差があります。

普段使っているジムとは別のマシンに乗ると、「同じ12km/hなのに感覚が違う」ということもあります。

目的別|ランニングマシンと屋外の使い分け

トレーニングランニングマシン屋外
イージーラン
リカバリーラン
テンポ走
インターバル走
上り坂トレーニング
下り坂トレーニング
ペース管理
ペース感覚の練習
レース環境への適応
悪天候時の練習

どちらか一方に限定する必要はありません。

 

走(かける)
走(かける)

トレッドミルの「条件をコントロールできる強み」と、屋外の「実戦的な環境」を組み合わせることが理想的です。

ランニングマシンに関するよくある質問

ランニングマシンは屋外より楽ですか?

一概にはいえません。
ランニングマシンでは屋外より空気抵抗が小さくなる一方、室内で身体が冷却されにくい場合があります。
研究でも、VO₂は多くの条件で比較的近く、心拍数やRPEについては走行速度などによって違いが変化しています。
「必ずトレッドミルの方が楽」と考える必要はありません。

同じ10km/hなら屋外と同じ運動強度ですか?

完全に同じとは限りません。
トレッドミルの機種、傾斜、室温、風、路面などが異なるためです。
速度だけではなく、心拍数や主観的運動強度も参考にしましょう。

傾斜は必ず1%にするべきですか?

必ずしも必要ありません。
1%にはJones & Doustの研究による根拠がありますが、低速では0%でも屋外とのVO₂差が明確でない条件がありました。
特にイージーランでは0〜1%程度から調整すればよいでしょう。

ランニングマシンだけでもマラソン練習はできますか?

心肺機能や持久力を高めるトレーニングの多くはランニングマシンでも行えます。
ただし、本番は屋外です。
路面、坂、風、カーブ、給水、自分自身でのペース調整などに慣れるため、レースを目標とする場合は屋外練習も取り入れることをおすすめします。

ランニングマシンの方が膝に優しいですか?

必ずしもそうとは限りません。
トレッドミルはアスファルトより衝撃吸収性が高い機種もありますが、その特性は機種によって大きく異なります。
また、身体への負荷は路面の硬さだけで決まるわけではありません。
そのため、「トレッドミルなら膝を痛めない」と考えるのは避けましょう。

まとめ

 ランニングマシンと屋外ランニングには違いがあります。

 しかし、研究では酸素摂取量、筋活動、ランニング動作など、多くの指標が比較的似ていることも分かっています。

 そのため、「ランニングマシンだからトレーニング効果が低い」と考える必要はありません。

一方、

  • 空気抵抗
  • 路面
  • 走行風
  • ペース調整
  • 坂やカーブ
  • ランニングフォームの一部

には違いがあります。

屋外に近付けるためには、

  • 傾斜を必要に応じて調整する
  • 扇風機を使う
  • 心拍数とRPEを確認する
  • 速度や傾斜を変化させる
  • 屋外ランニングも組み合わせる

といった方法が有効です。

 特に覚えておきたいのが、「ランニングマシンでは必ず傾斜1%」というルールはないということです。

 1%傾斜は屋外のエネルギーコストに近付ける一つの方法ですが、速度や目的によって必要性は変わります。

 ランニングマシンと屋外ランニングは、どちらか一方を選ぶものではありません。天候やトレーニング目的に合わせて、それぞれのメリットを使い分けていきましょう。

参考文献