●はじめに
針が縫製材料に糸を通す機構を針棒機構といいます。針棒機構の役割は、針を駆動して布地に糸を導き、糸を織り交ぜる準備として糸ループを形成することです。
●針棒機構用機能
針棒機構の役割は最終的には針によって実現されます。ミシンの動作中に生地を縫い合わせるためには、針が突き刺さる動きをしなければなりません。材料を刺す針の動きは、垂直、水平、直線、または曲線です。ミシンの目的はさまざまで、針棒機構の種類は同じではありません。ほとんどのミシンは垂直往復直線運動用であり、本縫いミシン、ボタン穴かがりミシン、刺繍ミシンなどの一部の特殊なミシンは、垂直往復直線運動だけでなく、横振りも行いますが、この横振り時間は、生地の端の開始後、針の端が縫製材料に入る前に、ミシン針で材料を離れるために発生する必要があります。
●針棒機構の使い方
針棒の高さの位置決めは、縫製機器の使用およびメンテナンスにおいて重要なパラメータです。二重または複数の直線針の高さは同じではなく、高さの位置決めは一般に長い針に基づいています。
針棒が動く上死点と下死点の間の距離を針棒ストロークといいます。針棒ストロークは縫製機器の重要なパラメータです。針棒ストロークと針の実効ストロークは別物です。有効針ストロークとは、布に刺した瞬間から針が最下点に達するまでの距離です。
直線針の選択と素材の厚さ、糸の太さ、縫製製品の品質を一体化させるため、直線針が縫製素材の穴に刺さり、縫製素材と縫製糸が損傷しないようにし、糸リングの形成に役立ちます。
●針棒機構の動作
1.1 針送り
縫製材料に針を刺すことを針送りといいます。針は、針棒機構とその機構のさまざまな動作を実現するミシンの重要な部品の一つです。針を送るとき、針は縫製材料と縫製材料の側面の正の抵抗による摩擦に打ち勝つ必要があり、糸、針、縫製材料の間の相互作用力の変化により張力は最高点に達します。
針と素材の摩擦を減らすには、針（特に針先）を精密に製造したり、針をコーティングして素材を柔らかくしたり、針と糸にシリコンオイルを添加したりすることで実現できます。
針送りのスムーズさに影響を与える要因には、針と縫製材料との摩擦の他に、押え圧の強さや針板の穴の大きさなどが影響します。針の選択が間違っていたり、針板の穴が大きすぎたりすると、縫製物に穴が開いて縫製物を傷め、美観を損ねたり、底の固さを損ねたりします。したがって、縫製強度のニーズを満たす場合は、より小さな直径の針を使用するように努める必要があり、特殊な縫製素材の場合は、摩擦を軽減するために特殊な針を選択する必要があり、良好な縫製結果が得られます。
1.2 ねじの挿入
針が生地の反対側に糸を運ぶプロセスを糸挿入と呼びます。糸挿入段階は、針穴が縫製材料に接触する位置まで針が下降したときに開始され、希望の縫い目長さが形成された時点（針棒が下死点位置にある）で終了します。
糸の入り口の長さは、ステッチを形成するために必要なステッチの長さと等しくありません。ミシンの下糸先や釜が正確に入る糸ループを形成し、糸切れや目飛びを防ぐために重要なパラメータです。オーバーロックミシンの投入糸量と実際に使用する糸量は約6倍となるため、糸の各部分が何度も縫製生地に穴をあける作業を繰り返すことになり、摩擦回数の増加によりミシン糸の強度に影響が生じ、糸切れが発生しやすくなります。
糸に入る過程で、糸の撚り方向や糸の方向の違いにより、糸の緩みやねじれが発生します。糸の角度の大きさは糸の力の変化に影響を与える重要な要素であるため、糸の角度はできるだけ小さくする必要があります。糸、素材、針の相互作用力の変化は、主に糸と素材の特性と太さの変化に依存するため、糸の品質と針の正しい選択は非常に重要です。
1.3 ループの形成
針はトップステッチ糸とともに布地を通過し、最下点に達して再び上昇し、布地と針の間の摩擦により糸のループを形成します。ループを形成する目的は、シームリッパー（フック）がループに入り、下糸を織り交ぜることを可能にすることです。スレッドループは以下の 2 つの要因によって形成されます。
(1) 上縫い糸で針が下死点に達すると、針穴の下方への引っ張り、導入溝での針刃と縫製材料の押し出しにより、糸の張力は最大になります。針が上がると、針穴の先端の張力がなくなり、糸の一部が自由な状態になります（このとき、糸にごく小さな力を加えて糸の形を変えるだけです）。針が上昇すると、糸自体に一定の弾性があり、トルクによって発生する糸上の針の穴の底と結合して、糸ループの状態の 1 つが形成されます。
(2) 針溝は針の構造上、長溝と短溝（または歯車の欠落）があり、一方が長溝、もう一方が短溝（または歯車の欠落）となっています。リードイン溝はねじの直径よりも大きな直径を有する長い溝であり、リードアウト溝はねじの直径よりも小さな直径を有する短い溝（またはノッチ）構造である。針が縫製材料から外れるとき、糸の横に溝の導入と縫製材料は摩擦を起こしませんが、糸の脇の溝の導入と縫製材料は互いに圧迫し、摩擦が発生し、針が縫製材料の下にとどまります。この摩擦は明らかに溝の短辺（ギャップ）が溝の長辺よりも大きく、これがねじリングの別の条件の形成です。
3本糸オーバーロックミシンの空縫いは、主に上糸を固定する直線針を曲げることによって糸ループを形成し、糸が針溝に埋め込まれ、縫製材料と同様の役割を果たすため、縫製材料がない場合でも縫い目を形成できます。これは他のミシンとは異なります。
糸ループのサイズと安定性は、下糸を織り合わせて縫い目を形成するためのシームフォーマーを確実に挿入するために非常に重要です。{0}ミシン糸ループにミシン先端がスムーズに入るには、2 つの条件が必要です。第一に、ミシン糸ループが一定の幅を持っていること、第二に、ミシン糸ループがミシン先端の軌道面に対して垂直であることです。
糸輪の形成と針の立ち上がりのサイズが異なります。針が大きすぎても小さすぎてもいけません。立ち上がり量が小さすぎると、糸輪の幅が十分でなく、ミシンの入りに役立ちません。針上がりが大きすぎるとミシンが入りやすくなりますが、長時間の糸輪形成により糸輪がたわみ、ミシンが入りにくくなります。テストの結果、通常の厚さおよび密度の縫製材料の糸ループ形成の理想的な段階は、針が上昇したときに約 2 ～ 3 mm であることが示されています。
針板穴径が大きすぎても小さすぎても針に悪影響を及ぼします。針板穴が大きすぎると、針が縫製材料に刺さる際に縫製材料の衝撃により縫製材料がたるみ、針穴が形成される可能性があります。また、縫製材料のたるみが正常に形成される糸輪の動きと合わせて針が逆戻りする場合も発生します。一般に、針板穴の直径はミシン針の直径の1.5～2倍程度が適当ですが、ミシン針が針板穴の中心にあることを確認する必要もあります。
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