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Exploring a Novel Cycling Shoe Cleat Position Based on Muscle Activity During Cycling : A Pilot Study

小木曽, 一之; 井上, 直子; 青栁, 篤, Issued : 2026.03.01, 教育人間科学部紀要 <TF02141705>
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Exploring a Novel Cycling Shoe Cleat Position Based on Muscle Activity During Cycling : A Pilot Study

小木曽, 一之; 井上, 直子; 青栁, 篤, Issued : 2026.03.01, 教育人間科学部紀要 <TF02141705>
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tf02141705-151-164.pdf        ファイルを参照する
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書誌詳細

コレクションコード 紀要論文
コレクションコード 教育人間科学部紀要
コレクションコード 17
ソースレコードID AA12458635
タイトル Exploring a Novel Cycling Shoe Cleat Position Based on Muscle Activity During Cycling : A Pilot Study
作成者 小木曽, 一之
オギソ, カズユキ
Ogiso, Kazuyuki
作成者 井上, 直子
イノウエ, ナオコ
Inoue, Naoko
作成者 青栁, 篤
アオヤギ, アツシ
Aoyagi, Atsushi
出版者 青山学院大学教育人間科学部
出版者 青山学院大学教育人間科学部附置教育人間科学研究所
出版者 アオヤマ ガクイン ダイガク キョウイク ニンゲン カガクブ
出版者 アオヤマ ガクイン ダイガク キョウイク ニンゲン カガクブ フチ キョウイク ニンゲン カガク ケンキュウジョ
NCID AA12458635
ISSN(プリント) 18845460
DOI URL https://doi.org/10.34321/TF02141705
収録物名 教育人間科学部紀要
収録物名 キョウイク ニンゲン カガクブ キヨウ
収録物名 Bulletin of College of Education, Psychology and Human Studies, Aoyama Gakuin University
巻次等 17
開始ページ 151
終了ページ 164
日付 Issued : 2026.03.01
内容記述 Background: Cleat position substantially influences joint contribution and neuromuscular strategy during cycling. Conventional cleat placement beneath the metatarsal heads increases ankle joint involvement, whereas a more posterior placement has been proposed to reduce plantar-flexor demand and promote hip- and knee-dominant pedaling. However, the posterior limit of cleat adjustment in standard cycling shoes is small, and the biomechanical characteristics of cleat placement directly beneath the anatomical ankle joint center remain unclear. Purpose: This pilot study investigated how positioning the cleat directly under the ankle joint affects muscle activation patterns and pedaling characteristics compared with a conventional anterior cleat position. Methods: One healthy, non-trained female participant completed cycling trials on an upright ergometer at 40 rpm, 70 rpm, and during a 20-s all-out sprint under two cleat conditions: (1) anterior cleat position (ACP), located beneath the metatarsal heads, and (2) posterior cleat position (PCP), aligned directly beneath the ankle joint center. Surface electromyography (EMG) signals were recorded from 10 lower-limb muscles. EMG was analyzed across the full pedal cycle and within eight sub-phases defined by pedal angle. Subjective pedaling sensations were assessed after each condition. Results: Compared with ACP, PCP consistently reduced average EMG of the plantar-flexor muscles (SOL and GasL; 40.3–93.3%) across all cadence stages, while increasing or maintaining activation of the thigh and hip extensors (ST, BF, VL, VM, RF, GM; 98.3–140.6%). During the all-out stage, PCP shifted peak activity of multiple muscles to later pedal phases and redistributed mechanical contribution from ankle plantar-flexors to hip and knee extensors without reducing overall cadence. PCP also altered the timing of TA activation and increased its magnitude (124.6–166.7%), suggesting enhanced ankle stabilization. Subjectively, the participant reported ankle instability and a forceful pedaling sensation in ACP, whereas PCP resulted in less forceful sensation but greater perceived activation of the gluteal and posterior thigh muscles. Conclusion: Positioning the cleat directly beneath the ankle joint center reduces ankle plantar-flexor involvement and promotes a hip–knee dominant pedaling strategy, resembling patterns typically observed in skilled cyclists. This posterior cleat placement may enhance pedaling stability and reduce ankle load, and could be particularly beneficial for novice or older cyclists who tend to rely excessively on the ankle joint. Further research with larger samples and varied ergometer setups is warranted.
内容記述 附置教育人間科学研究所報告
内容記述 Research papers : Research Institute of College of Education, Psychology and Human Studies
資源タイプ departmental bulletin paper
資料種別(NIIタイプ) 紀要論文
物理的形態 PDFファイル
アクセス権 open access
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