スクリュー

ねじは、頭部へのねじり力（トルク）によって締め付けたり緩めたりできる、外螺旋状の ねじ山がある留め具です。ねじの最も一般的な用途は、物体を固定することであり、さまざまな材料に多くの形状があります。ねじは組み立てられた部品の穴に挿入される場合もあれば、ねじ自体がねじ山を形成する場合もあります。^[1]ねじとボルトの違いは、後者はナットを締め付けることで締め付けたり緩めたりできるように設計されていることです。

ねじの頭の片側には溝が切ってあり、ねじる力を伝達するための工具が一般的に必要となる。ねじを締める際によく使われる工具には、ドライバー、レンチ、コイン、六角レンチなどがある。通常、頭は本体よりも大きく、ねじ受け面となり、ねじが長さよりも深く締め込まれないようにする。セットスクリュー（別名グラブスクリュー）は例外である。ねじの頭の下側から先端までの円筒形の部分はシャンクと呼ばれ、完全にねじ山が切られている場合もあれば、部分的にねじ山が切られている場合もあり、各ねじ山の間隔をピッチと呼ぶ。 [ ^{2] [3]}

ほとんどのネジは時計回りに締め付けられ、これを右ネジと呼びます。^{[4] [5]}左ネジは、右ネジでは緩みがちな反時計回りの トルクがネジにかかる場合など、例外的な場合にのみ使用されます。このため、自転車の左側ペダルには左ネジが付いています。^[6]

ねじ機構はルネサンス時代の科学者によって定義された6つの古典的な単純機械のうちの1つです。^{[7] [8] [9]}

留め具は、ダボとピン、くさび留め、ほぞ穴とほぞ継ぎ、蟻継ぎ、釘打ち（釘の先端を締める場合と締めない場合があります）、鍛接、そして多くの種類の結び目を使用した皮革や繊維でできた紐を使ったさまざまな締結方法などの概念を伴い、広く普及しました。ねじは、最後に発明された単純な機械の 1 つでした。^{[10]ねじは、}新アッシリア時代（紀元前 911-609 年）のメソポタミアで初めて登場し、 ^[11]その後、古代エジプトと古代ギリシャに登場し^{[12] [13] 、}ギリシャの数学者タレントゥムのアルキタス（紀元前 428-350 年）によって記述されています。紀元前 1 世紀までには、地中海世界では、オリーブからオリーブオイルを搾ったり、ワイン造りでブドウからジュースを搾ったりするためのスクリュープレスに木ねじが一般的に使用されていました。ドライバーに関する最初の記録は、1475年から1490年の間に書かれた中世のヴォルフエッグ城のハウスブックという写本にあります。 ^[14] しかし、ねじ留め具が商品化される1800年以降までは、ドライバーは普及しなかったと思われます。^[15]

15世紀以前のヨーロッパでは、留め具として金属ネジが使われることはほとんどなく、そもそも知られていなかった。^{[16]金属ネジが一般的な留め具になったのは、18世紀末に}大量生産用の工作機械が開発されてからである。この開発は1760年代から1770年代にかけて開花した。^[17] 2つの別々の道がすぐに合流した。^[18]

最初の道は、英国スタッフォードシャーの兄弟ジョブとウィリアムのワイアットによって開拓されました。 ^{[19]彼らは1760年に、今日では先見の明のある}ネジ切り機と呼ぶのが最適な機械の特許を取得しました。この機械は、リードスクリューを使用してカッターを誘導し、目的のピッチを生成します。^[19]主軸を固定した状態で回転ヤスリで溝を切削します（250年後の旋盤のライブツールの前兆です）。ワイアット兄弟が木ネジ工場を立ち上げたのは、1776年になってからでした。^[19]彼らの事業は失敗しましたが、新しい所有者がすぐに事業を繁栄させ、1780年代には、わずか30人の従業員で1日16,000本のネジを生産していました。 ^[20]これは、後に近代産業の特徴となるような産業生産性と生産量ですが、当時としては革命的なものでした。

一方、イギリスの器具製作者ジェシー・ラムズデン（1735–1800）は、ねじ切り問題の工具製作と器具製作の側面に取り組んでおり、1777年に最初の満足のいくねじ切り旋盤を発明しました。^[21]イギリスの技術者ヘンリー・モーズリー（1771–1831）は、1797年と1800年に、リードスクリュー、スライドレスト、チェンジギアの歯車列の3つを工業用機械加工に適した比率で備えたねじ切り旋盤で、そのような旋盤を普及させて有名になりました。ある意味で、彼はワイアットとラムズデンの道を統合し、木ねじですでに行われたことを機械ねじで実現しました。つまり、生産を大幅に容易にして商品化を促進したのです。彼の会社はその後数十年にわたって工作機械のリーダーであり続けました。ジェームズ・ナスミスの誤った引用により、モーズレイがスライドレストを発明したという説が広まったが、これは誤りである。しかし、モーズレイの旋盤はスライドレストの普及に貢献した。 ^[要出典]

1760年から1800年にかけてのこれらの発展は、ワイアットとモーズレイが最も重要な推進力であったと議論されていますが、ねじ式ファスナーの使用を大幅に増加させました。ねじ形状の標準化はすぐに始まりましたが、すぐに完了することはなく、それ以来ずっと進化し続けています。ねじの大量生産に対するさらなる改善により、19世紀を通じて、その後数十年にわたって単価はどんどん低下し続けました。 ^[22]木ねじ（木材を固定するための金属ねじ）を、専用の単一目的の大量生産工作機械で大量生産すること、および、機械工がその日に必要とするものに応じて、さまざまなピッチから簡単に選択できる、工具室スタイルの小ロットの機械ねじまたはボルト（Vねじ）の生産。

1821年、ハードマン・フィリップスは、鈍角の金属ネジを製造するために、フィリップスバーグ近郊のモシャノン・クリークに米国初のネジ工場を建設した。ネジ製造の専門家であるトーマス・レバーが、工場の運営のためにイギリスから招聘された。工場は蒸気と水力を使用し、燃料には硬木炭を使用した。ネジは、近くの鍛冶場で製造された鉄から「圧延および線引き装置」で準備された線から作られた。ネジ工場は商業的に成功せず、最終的には、より安価な錐先ネジとの競争により失敗し、1836年に操業を停止した。^[23]

アメリカでタレット旋盤（1840年代）とそこから派生した自動ねじ切り機（1870年代）が開発され、工作機械の制御が自動化されるにつれて、ねじ留め具の単価が大幅に下がりました。このコスト削減により、ねじの使用がさらに増加し​​ました。 ^[要出典]

19 世紀を通じて、最も一般的に使用されていたねじ頭の形状 (つまり、ドライブ タイプ) は、単純な内部レンチ用の直線スロットと、外部レンチ用の四角形および六角形でした。これらは機械加工が容易で、ほとんどの用途に十分に対応できました。Rybczynski は、1860 年代から 1890 年代にかけて代替ドライブ タイプに関する特許が相次いで取得されたと述べていますが、^[24]これらは特許は取得されたものの、当時の製造の難しさや費用のため、製造されなかったと説明しています。1908 年、カナダのPL Robertson が、内部レンチ用の四角ソケット ドライブを初めて実用化しました。これは、ヘッドを簡単に、かつ首尾よく打ち抜くことができ、金属が望ましくない方法で剪断または変位することなく、希望どおりに冷間成形できる適切な設計 (わずかなテーパー角度と全体の比率) を開発することによって実現しました。^[24] 1911年には、内ねじ六角ソケットの実用化が間もなく実現した。^{[25] [26]}

1930年代初頭、アメリカ人のヘンリー・F・フィリップスが十字形の内ネジを普及させました。 ^[27]その後、ヘッドサイズが合わないドライバーでも使用できるように改良されたプラスネジが開発されました。ポジドライブとスーパードライブです。プラスネジとドライバーは、新しいタイプのものとある程度互換性がありますが、しっかりと締め付けられたネジのヘッドを損傷するリスクがあります。

ねじ山の標準化は、1940 年代後半に ISO メートルねじと統一ねじ規格が定義されたときにさらに改善されました。^{[引用が必要]}

精密ネジは、締め付けるためではなく動きを制御するためのもので、19世紀初頭に開発され、平面とともに産業革命を可能にした中心的な技術的進歩の1つとなりました。^{[28]精密ネジは}マイクロメーターや旋盤の重要な部品です。

ねじの製造には、ヘッディング、ねじ転造、コーティングの3 つのステップがあります。ねじは通常、大きなコイルで供給されるワイヤ、または大型ねじ用の丸棒から作られます。次に、ワイヤまたはロッドは、製造するねじの種類に合わせて適切な長さに切断されます。このワークピースはブランクと呼ばれます。次に、冷間ヘッド加工 (冷間加工プロセス)が行われます。ヘッディングにより、ねじの頭が作成されます。機械のダイの形状によって、ねじの頭に押し込まれる機能が決まります。たとえば、平頭ねじには平らなダイを使用します。より複雑な形状の場合、ねじの頭にすべての機能を入れるために、2 回のヘッディング プロセスが必要です。この製造方法が使用されるのは、ヘッディングの生産率が非常に高く、実質的に廃棄物が出ないためです。スロット付きねじの場合は、頭にスロットを切るための追加ステップが必要です。これは、スロッティング マシンで行われます。これらのマシンは、基本的に、できるだけ多くのブランクを処理できるように設計された、簡素化されたフライス盤です。

その後、ブランクは、ねじ切りの前に再度研磨されます^[要出典]。ねじは通常、ねじ転造によって製造されますが、一部は切削されます。その後、ワークピースは木材や革の媒体でタンブル仕上げされ、最終的な洗浄と研磨が行われます^[要出典] 。ほとんどのネジには、腐食を防ぐために、亜鉛電気メッキ(亜鉛めっき) や黒色酸化物の塗布などのコーティングが施されています。

ねじ付きファスナーには、テーパーシャンクと非テーパーシャンクがあります。テーパーシャンク付きファスナーは、基板に直接または基板のパイロット穴に打ち込むように設計されており、ほとんどがねじとして分類されます。これらのファスナーが打ち込まれると、基板に嵌合ねじ山が形成されます。非テーパーシャンク付きファスナーは、通常、ナットとかみ合うように、またはタップ穴に打ち込まれるように設計されており、ほとんどがボルトとして分類されますが、一部はねじ山を形成し (例:タップタイト)、ナット以外の雌ねじファスナーと一緒に使用される場合は、一部をねじとして扱う当局もあります。

板金ねじには、セルフタッピングねじのような切りくず除去溝がありません。しかし、卸売業者の中には、この2種類を区別しないところもあります。^[29]

木ねじは木材を固定するために使用される金属ねじで、先端が鋭く、先細りのねじ山が木材にねじ山を切るように設計されています。一部のねじは無傷の木材に打ち込まれますが、より大きなねじは通常、ねじ山よりも狭い穴に打ち込まれ、木材にねじ山を切ります。初期の木ねじは、一連のやすり、のみ、その他の切削工具を使用して手作業で作られており、ねじ山の不規則な間隔と形状、およびねじの頭とねじ山の間に残っているやすりの跡を観察することで簡単に見分けることができます。これらのねじの多くは、先端が鈍く、ほぼすべての現代の木ねじにある鋭く先細りの先端がまったくありませんでした。^[30]一部の木ねじは、1700年代後半には（おそらく、本の内容が最初に部分的に出版された1678年よりも前にも）切削ダイスで作られていました。^[31]最終的に、木ねじの製造には旋盤が使用され、最も古い特許は1760年にイギリスで記録されました。^[30] 1850年代には、より均一で安定したねじ山を作るためにスウェージングツールが開発されました。このツールで作られたねじは、谷が丸く、ねじ山が鋭く粗いものになっています。^{[32] [33]}

ねじ回し機が一般的に使用されるようになると、市販の木ねじのほとんどはこの方法で製造されました。これらの切削木ねじはほぼ例外なく先細りになっており、先細りのシャンクが目立たない場合でも、ねじ山がシャンクの直径を超えて伸びていないため、見分けることができます。このようなねじは、先細りのドリルビットで下穴を開けてから取り付けるのが最善です。真鍮製のものを除き、現代の木ねじの大部分はねじ転造機で形成されます。これらのねじは直径が一定で、シャンクよりも直径が大きいねじ山があり、転造プロセスで金属の粒子が切断されないため強度が増します。^[要出典]

セルフタッピングねじは、通常、かなり柔らかい金属またはプラスチックに、木ねじと同じように、独自のねじ山を切るように設計されています (木ねじは実際にはセルフタッピングですが、そのようには呼ばれません)。

ASME規格では、直径が最大0.75インチ（19.05mm）までの 様々な機械ネジ（別名ストーブボルト^[要出典]） ^{[34]を規定しています。}

機械ネジまたはボルトは、通常、シャンクの全長にわたってねじ山が切られた小型の留め具（直径1 ⁄ 4インチ (6.35 mm) 未満）で、通常は凹んだドライブ タイプ（スロット、プラスなど）を持ち、木ネジやセルフタッピング ネジとは異なり、ナットまたはねじ山（タップ）付き穴のいずれかのあらかじめ形成されたねじ山にねじ込むように設計されています。機械ネジはソケット ヘッド（上記を参照）で作られ、ソケット ヘッド機械ネジと呼ばれることもあります。

ASME規格B18.2.1-1996は、直径0.25～3インチ（6.35～76.20 mm）のサイズ範囲の六角キャップスクリューを規定しています。1991年、偽造ファスナーの流入に対応して、議会はPL 101-592、^[35]「ファスナー品質法」を可決しました。その結果、ASME B18委員会はB18.2.1を書き直し、^[36]完成した六角ボルトを六角キャップスクリューに改名しました 。この用語は以前から一般的に使用されていましたが、今ではASME B18規格の正式名称としても制定されています。

ラグボルトとヘッドボルトは、アセンブリの一部にあるタップ穴にねじ込まれるように設計されたファスナーを指す別の用語であり、機械ハンドブックの区別に基づくと、これらはネジになります。ここでは、一般的な用語が機械ハンドブックの区別と矛盾しています。 ^{[37] [38]}

ラグ スクリュー(米国) またはコーチ スクリュー(英国、オーストラリア、ニュージーランド) (ラグ ボルトまたはコーチ ボルトとも呼ばれるが、これは誤った呼び方である)、またはフランスの木ネジ(スカンジナビア) は、大型の木ネジである。ラグ スクリューは、木材のフレームをラグで接合したり、機械の脚を木製の床に固定したり、その他の重工作業に用いられる。形容詞の「ラグ」は、このような留め具の初期の主な用途、すなわち樽板やその他の類似部品などのラグを固定することに由来する。これらの留め具は、機械ハンドブックの基準によれば「ネジ」であり、同ハンドブックでは「ラグ ボルト」という旧式の用語は「ラグ スクリュー」に置き換えられている。^[39]しかし、伝統に基づき、多くの職人はこれを「ボルト」と呼び続けている。これは、ヘッド ボルトと同様に、六角形または四角形のヘッドを持ち、回すにはレンチ、ソケット、または特殊なビットが必要であるためである。

ヘッドは通常、外六角です。メートル法の六角頭ラグ スクリューは、DIN 571 で規定されています。インチ法の四角頭および六角頭ラグ スクリューは、ASME B18.2.1 で規定されています。一般的なラグ スクリューは、直径が 4 ～ 20 mm または #10 ～ 1.25 インチ (4.83 ～ 31.75 mm)、長さが 16 ～ 200 mm または1 ⁄ 4～ 6 インチ (6.35 ～ 152.40 mm) 以上で、木ネジまたは板金ネジの粗いネジ山 (ただし、これより大きい) になっています。材質は通常、亜鉛めっき(耐腐食性のため) を施した炭素鋼基板です。亜鉛めっきは明るい黄色 (電気めっき) または鈍い灰色 (溶融亜鉛めっき) です。

骨ネジは、生きた人間や動物の骨折を固定する医療用途があります。航空宇宙や原子力と同様に、医療用途にはファスナーの最高レベルの技術が関わっており、優れた性能、耐久性、品質が求められ、価格に反映されています。骨ネジは、比較的反応性の低いステンレス鋼やチタンで作られていることが多く、円錐ネジ、多条ネジ、カニューレ（中空コア）、独自のネジ駆動タイプなど、これらの用途以外では見られない高度な機能を備えていることがよくあります。

ネジの頭の形状にはさまざまなものがあります。いくつかの種類のネジは、適切なトルクをかけると折れるブレークアウェイ ヘッドで製造されており、取り付け後に外れないようにし、多くの場合は改ざんを防ぎます。

パンヘッド（「パネル」の略）

丸みを帯びた高い外縁と大きな表面積を持つ低いディスク。

ボタンまたはドームヘッド（BH）

上部が丸い円筒形。

丸い頭

装飾用に使われるドーム型の頭部。^[40]

トラスヘッド

改ざんを防止するために設計された薄型ドーム。

平頭

平らな頭を持つネジで、ネジ頭がねじ込まれる面と面一になるようにねじ込むために皿穴加工が必要です。ネジの角度は円錐の開口部として測定されます。

楕円形または頭を上げた

皿頭の底と丸い上部を持つ装飾的なネジ頭。^[40]英国では「盛り上がった皿頭」または「器具頭」とも呼ばれる。^[要出典]

ラッパの頭

皿頭に似ていますが、ラッパのベルのように、シャンクからヘッドの角度まで滑らかに進んでいます。

チーズヘッド

円筒形。

フィリスターヘッド

円筒形ですが、上面はわずかに凸状になっています。

フランジヘッド

フランジ付きヘッドは、皿頭以外のヘッド スタイルをベースにすることができ、ヘッドのベースに一体型フランジを追加することで、平らなワッシャーが不要になります。

六角頭

六角形、六角ボルトの頭に似ています。フランジが付いている場合もあります。

皿穴加工

ほとんどのヘッド タイプでは、下側に皿穴加工を施すことができます。これは、ねじ込む表面と面一になるようにねじ込むことができる平頭に最も当てはまります。

混合（コンボ）ヘッド形状

パンやトラスなど

メートル法の外ねじファスナーの国際規格は、炭素鋼から製造される特性クラスについては ISO 898-1、耐腐食鋼から製造される特性クラスについては ISO 3506-1 です。

インペリアルサイズの外ねじファスナーの材質と機械的特性を規定する規格は多数あります。炭素鋼から製造されるグレードの最も一般的なコンセンサス規格には、ASTM A193、ASTM A307、ASTM A354、ASTM F3125、SAE J429 などがあります。耐腐食鋼から製造されるグレードの最も一般的なコンセンサス規格には、ASTM F593 と ASTM A193 などがあります。

ほとんどのネジを締めるために使用される手工具は、ドライバーと呼ばれます。同じ作業を行う電動工具は、電動ドライバーです。電動ドリルも、ネジ締めアタッチメントを使用して使用できます。ネジ接合部の保持力が重要な場合は、トルク測定およびトルク制限ドライバーを使用して、ネジによって十分な力が発生されるが過度の力が発生されないようにします。六角頭のネジ留め具を締める手工具は、スパナ(英国用法) またはレンチ(米国用法) ですが、ナット セッターは電動ドライバーと一緒に使用されます。

現代のねじには、さまざまなねじ駆動設計が採用されており、ねじを締めたり取り外したりするために、それぞれ異なる種類の工具が必要です。米国で最も一般的なねじ駆動は、スロット付きねじとプラスねじです。六角、ロバートソン、トルクスも一部の用途で一般的であり、ヨーロッパではポジドライブがプラスねじにほぼ完全に取って代わりました。^[要出典]一部のタイプの駆動は、自動車などの大量生産における自動組み立てを目的としています。より特殊なねじ駆動タイプは、家庭の修理業者が修理すべきではない電子機器など、改ざんが望ましくない状況で使用される場合があります。

ねじの寸法を指定するためのシステムは多数ありますが、世界の多くの地域では、ISO メートルねじ推奨シリーズが多くの古いシステムに取って代わりました。その他の比較的一般的なシステムには、英国規格ウィットワース、BA システム (英国協会)、および統一ねじ規格があります。

ISO メートルねじの基本原理は国際規格 ISO 68-1で定義されており、直径とピッチの推奨される組み合わせは ISO 261 に記載されています。ねじ、ナット、ボルトで一般的に使用される直径とピッチの組み合わせのより小さなサブセットは、 ISO 262に記載されています。各直径に対して最も一般的に使用されるピッチ値は、粗ピッチです。一部の直径については、薄肉パイプのねじなどの特殊な用途向けに、1 つまたは 2 つの追加の細ピッチバリアントも指定されています。ISO メートルねじは、文字Mに続いてミリメートル単位のねじの外径 (例: M8 ) で指定されます。ねじが通常の粗ピッチを使用しない場合(例: M8 の場合は 1.25 mm)、ミリメートル単位のピッチに乗算記号も追加されます(例: ねじの外径が 8 mm で、360° 回転するごとに 1 mm 進む場合は「M8×1」)。

メートルねじの公称直径は、ねじの外径です。ねじがはまるタップ穴 (またはナット) の内径は、ねじのサイズからねじのピッチを引いた値です。したがって、ピッチが 1 mm の M6 ねじは、6 mm のシャンクにねじを切って作られ、ナットまたはねじ穴は、直径 5 mm (6 mm - 1 mm) の穴にねじを切って作られます。

メートル法の六角ボルト、ネジ、ナットは、たとえば国際規格ISO 4014、ISO 4017、ISO 4032 で規定されています。次の表は、これらの規格で規定されているネジのサイズと六角平面の最大幅 (レンチ サイズ) の関係を示しています。

さらに、次の非推奨の中間サイズが指定されています。

これらは単なる例であり、二面幅は構造用ボルトやフランジ付きボルトでは異なり、標準化団体によっても異なることに留意してください。

規格を最初に作成したのは（1841年頃）、英国の 技術者ジョセフ・ホイットワース卿でした。ホイットワースねじのサイズは、古い機械の修理や、メートル法の留め具ねじよりも粗いねじが必要な場合の両方で、今でも使用されています。ホイットワースは英国規格ホイットワースとなり、略して BSW（BS 84:1956）となり、ホイットワースねじは一部の用途には粗すぎるため、1908年に英国規格細目（BSF）ねじが導入されました。ねじ角度は55°で、深さとピッチはねじの直径によって異なります（つまり、ボルトが大きいほど、ねじは粗くなります）。ホイットワースボルト用のスパナには、ねじ頭の平面間の距離ではなく、ボルトのサイズが刻印されています。

現在、ウィットワース ピッチは、英国のすべての足場において最も一般的に使用されています。また、小型カメラ用の標準写真用三脚ネジは 1/4 インチ ウィットワース (20 tpi)、中型/大型カメラ用は 3/8 インチ ウィットワース (16 tpi) です。このネジは、マイク スタンドと適切なクリップにも使用され、両方のサイズで使用されます。また、小さいサイズを大きいネジを必要とするアイテムに取り付けるための「ネジ アダプター」も使用されます。1/4 インチUNCボルトは 1/4 インチ BSW カメラ三脚ブッシュに適合しますが、ネジ角度がそれぞれ 60° と 55° と異なるため、降伏強度が低下することに注意してください。

英国科学振興協会にちなんで名付けられた英国協会 (BA) ねじ山は、1884 年に考案され、1903 年に標準化されました。ねじは「2BA」、「4BA」などと表記され、奇数は、1970 年代以前に英国の電話交換機用に製造された機器を除いて、ほとんど使用されていませんでした。この機器では、盗難を減らすために、おそらくは奇数の BA ねじが広く使用されていました。BA ねじ山は、英国規格 BS 93:1951「サイズ 0 BA から 16 BA までの許容差を持つ英国協会 (BA) ねじ山の仕様」で指定されています。

ISO メートルねじとは関係ありませんが、サイズは実際にはメートル法で定義されており、0BA ねじは直径 6 mm、ピッチ 1 mm です。BA シリーズの他のねじは、共通係数 0.9 と 1.2 を持つ等比級数で 0BA と関連しています。たとえば、4BA ねじのピッチは mm (0.65 mm)、直径は mm (3.62 mm) です。0BA は ISO M6 と同じ直径とピッチですが、ねじの形状が異なり、互換性はありません。 ${\displaystyle \scriptstyle p=0.9^{4}}$${\displaystyle \scriptstyle 6p^{1.2}}$

BA ねじは、一部のニッチな用途では今でも一般的です。可動コイル式メーターや時計などの特定の種類の精密機械は、どこで製造されても BA ねじが使用されている傾向があります。BA サイズは、航空機、特に英国で製造された航空機でも広く使用されていました。BA サイズは、主に電気機器やケーブルの終端処理として、鉄道信号でも今でも使用されています。

BAねじは、六角頭のサイズが小さいためスケールの留め具の表現が容易な模型工学で広く使用されています。その結果、多くの英国の模型工学サプライヤーは、通常8BAと10BAまでのBAファスナーを在庫しています。5BAも1/8ロッドにねじ込むことができるため、よく使用されます。^[55]

統一ねじ規格 (UTS) は、米国で最も一般的に使用されていますが、カナダでも広く使用されており、他の国でも時折使用されています。UTS ねじのサイズは、次の形式を使用して表されます: XY。ここで、X は公称サイズ (標準的な製造方法でねじの軸部を容易に押し込むことができる穴またはスロットのサイズ)、Y はインチあたりのねじ山数 (TPI) です。1 ⁄ 4インチ以上のサイズの場合、サイズは分数で示されます。これより小さいサイズの場合、0 から 16 までの整数が使用されます。整数サイズは、式 0.060 + (0.013 × 数値) を使用して実際の直径に変換できます。たとえば、#4 ねじの直径は、0.060 + (0.013 × 4) = 0.060 + 0.052 = 0.112 インチです。「0」(ゼロまたは 0) より小さいねじサイズもあります。サイズは 00、000、0000 で、通常は 2 00、3 00、4 00 と呼ばれます。ほとんどの眼鏡のフレームには、00-72 (ダブル 00 – セブンティー ツーと発音) サイズのネジでボウがねじ止めされています。"00" サイズのネジの主径を計算するには、0 の数を数え、この数字に 0.013 を掛けて、0.060 から引きます。たとえば、000-72 ネジの主径は、.060 – (3 x .013) = 0.060 − 0.039 = .021 インチです。ほとんどのサイズのネジには複数の TPI が用意されており、最も一般的なものは、ユニファイ並目ネジ (UNC または UN) とユニファイ細目ネジ (UNF または UF) です。注: 米国とカナダ以外の国では、現在、主に ISO メートルねじシステムが使用されています。他のほとんどの国とは異なり、米国とカナダでは依然としてユニファイ（インチ）ねじシステムが使用されています。ただし、両国とも ISO メートル法に移行しています。^[要出典]米国で使用されているねじ山の約 60% は依然としてインチベースであると推定されています。^[21]

ボルトの頭に刻印されている数字は、特定の用途で使用されるボルトの等級とボルトの強度を表します。高強度鋼ボルトには通常、六角形の頭があり、その頭にはISO強度等級 (特性クラスと呼ばれる) が刻印されています。刻印や数字がない場合は、低強度の低等級ボルトであることを示します。最もよく使用される特性クラスは、5.8、8.8、および 10.9 です。点の前の数字は、MPa 単位の最大引張強度を 100 で割った値です。点の後の数字は、降伏強度と最大引張強度の乗数比です。たとえば、特性クラス 5.8 のボルトの公称 (最小) 最大引張強度は 500 MPa で、引張降伏強度は最大引張強度の 0.8 倍、つまり 0.8 (500) = 400 MPa です。

極限引張強度は、ボルトが破損する引張応力です。引張降伏強度は、ボルトがボルトの全断面にわたって張力で降伏し、オフセットひずみの 0.2% の永久ひずみ (力が除去されても回復しない伸び) を受ける応力です。耐力は、ファスナーの使用可能な強度です。耐力荷重までのボルトの引張試験は、ボルトの永久ひずみを引き起こすべきではなく、計算ではなく実際のファスナーで実施する必要があります。^[56]ボルトが耐力荷重を超えて張力をかけられると、ねじ山の降伏により塑性的に動作し、永久塑性変形により張力プリロードが失われる場合があります。降伏点に達する前にファスナーを伸ばすと、ファスナーは弾性領域で動作していると言われ、降伏点を超える伸びはボルト材料の塑性領域で動作していると言われます。ボルトにその耐力を超える張力がかかった場合、ボルトの根元部分の降伏は、その部分全体が降伏し始めて降伏強度を超えるまで続きます。張力が増加すると、ボルトは極限強度で破断します。

軟鋼ボルトの特性クラスは 4.6 で、極限強度は 400 MPa、降伏強度は 0.6*400=240 MPa です。高強度鋼ボルトの特性クラスは 8.8 で、極限強度は 800 MPa、降伏強度は 0.8*800=640 MPa 以上です。

同じタイプのネジやボルトでも、さまざまなグレードの材料で作ることができます。重要な高張力用途では、低グレードのボルトは破損し、損傷や怪我につながる可能性があります。SAE規格のボルトには、ボルトの強度を検査して検証できるように、ヘッドに特徴的な模様のマーキングが刻印されています。^[57]しかし、安価な偽造ファスナーの中には、実際の強度がマーキングで示されているよりもはるかに低いものもあります。このような劣悪なファスナーは、航空機、自動車、大型トラックなどの重要な用途で使用すると、生命や財産に危険を及ぼします。^[58]

機械ハンドブックでは、ボルトとネジの違いは次のとおりです。

ボルトは、組み立てられた部品の穴に挿入するように設計された外ねじ付き締結具であり、通常はナットを締め付けて締めたり緩めたりすることを意図している。ねじは、組み立てられた部品の穴に挿入でき、あらかじめ形成された内ねじとかみ合ったり、独自のねじ山を形成したりすることができ、頭部を締め付けて締めたり緩めたりすることができる外ねじ付き締結具である。組み立て中に回転が防止され、ナットを締め付けてのみ締めたり緩めたりできる外ねじ付き締結具は、ボルトである。（例：丸頭ボルト、トラックボルト、プラウボルト。）複数のピッチ長さの直線ねじを持つナットとの組み立てを妨げるねじ山形状を持つ外ねじ付き締結具は、ねじである。（例：木ねじ、タッピングねじ。）^[59]

この区別はASME B18.2.1およびいくつかの辞書のネジ^{[60] [61]}とボルト^{[62] [ 63]}の定義と一致している。^[64]

旧USSおよびSAE規格では、キャップスクリューはヘッドにねじ山が切られたシャンクを持つ締結具、ボルトは部分的にねじ山が切られていないシャンクを持つ締結具と定義されていました。^[65]米国連邦政府は、ボルトとねじにはそれぞれ異なる関税が適用されるため、両者の違いを正式に定義する努力をしました。^[66]

• 靱帯結合スクリュー – スクリューの種類
• タップとダイス – ねじ山を作成するツール
• ねじ棒 – 周囲にねじ山が巻かれた棒
• ねじ切り（製造）  – ねじ山を作成するプロセス
• 壁プラグ – ネジ用インサート

• ビックフォード、ジョン H.、ナサール、サイード (1998)。ボルトとボルト接合のハンドブック。CRC プレス。ISBN 978-0-8247-9977-9。
• コルビン、フレッド・ハーバート、スタンレー、フランク・アーサー (1914)。『アメリカ機械工ハンドブックおよび職場用語辞典』(第 2 版)。マグロウヒル。
• ハロウェル、ハワード・トーマス・シニア（1951年）。『農家の少年がいかにして成功した企業を築いたか：自伝』 。米国ペンシルベニア州ジェンキンタウン：スタンダード・プレスト・スチール社。LCCN  52001275。OCLC  521866。
• Huth, Mark W. (2003)。建設の基本原則。Cengage Learning。ISBN 1-4018-3837-5。
• オバーグ、エリック、ジョーンズ、フランクリン D.、ホートン、ホルブルック L.、リフェル、ヘンリー H. (2000)。機械ハンドブック(第 26 版)。ニューヨーク: インダストリアル プレス社。ISBN 0-8311-2635-3。
• リブチンスキー、ヴィトルド（2000年）、ワン・グッド・ターン：ドライバーとネジの自然史、スクリブナー、ISBN 978-0-684-86729-8、LCCN  00036988、OCLC  462234518。各種再出版（ペーパーバック、電子書籍、点字など）。
• Ryffel, Henry H.; et al. (1988). Machinery's Handbook (第 23 版). ニューヨーク: Industrial Press. ISBN 978-0-8311-1200-4。
• スミス、キャロル(1990)。キャロル・スミスのナット、ボルト、ファスナー、配管ハンドブック。MotorBooks/MBI Publishing Company。ISBN 0-87938-406-9。

ウィキメディア・コモンズには、ねじに関連するメディアがあります。

ウィキソースには、ブリタニカ百科事典(第 9 版) の記事 「ねじ」のテキストがあります。

• 世界がだまされた理由
• NASA-RP-1228 ファスナー設計マニュアル
• インペリアル/メートル法の締結サイズの比較
• 「すべてを収納」、1946 年 2 月、第二次世界大戦中に開発されたネジとネジ留め技術に関するポピュラーサイエンスの記事セクション
• ネジとダボの送り方
• アメリカねじサイズ表 – TPOHH ファスナー