回転ダイヤル

回転ダイヤルは、電話機または電話交換機のコンポーネントであり、パルス ダイヤリングと呼ばれる通信の信号技術を実装しています。電話をかけるときに、宛先の電話番号を電話交換機に送信するために使用されます。

回転ダイヤルでは、数字は円形に配置されており、各数字に対して指ホイールの指穴が 1 つずつあります。数字をダイヤルするには、対応する穴に 1 本の指を入れ、ホイールをバネの張力に逆らって回転させ、指でホイールを機械的な障壁 (指止め) で指定された停止位置まで引っ張ります。指止めで手を離すと、ホイールはバネの力でホーム ポジションに戻ります。この速度は調速機によって制御されます。この戻り回転中に、電気スイッチが電話回線 (ローカル ループ) の直流 (DC) を各数字に関連付けられた特定の回数だけ遮断し、電気パルスを生成します。電話交換機はこれをダイヤルされた各数字にデコードします。したがって、10 桁の数字はそれぞれ、パルスの数に対応するシーケンスでエンコードされます。そのため、この方法は10 進ダイヤリングと呼ばれることもあります。パルス カウント ダイヤリングは、10 進パルス カウント変調を使用するデジタル アドレス指定システムです。一般的な平均ボーレートは 10 ビット/秒ですが、回転ダイヤル機構の調速機の速度の変動による要件として、システムは通常 1 秒あたり約 9 ～ 13 パルスを受け入れます。

このダイヤル方式は、世界初の大規模デジタルアドレス指定システムです。機械式と古いはアナログの同義語であると考える人がいるため、誤ってアナログシステムと呼ばれることがあります^[要出典]。しかし、機械式でデジタルであり、通信にパルスカウントとパルス幅変調の両方を使用する電信と同様に、パルスダイヤルは電話加入者のアドレス指定に使用されるデジタル通信方法です。

回転ダイヤルの最初の特許は、 1892年11月29日にアルモン・ブラウン・ストロージャーに付与されましたが、指のホイールに穴がある一般的な形状は、1904年頃まで導入されませんでした。^[要出典]回転ダイヤルサービスは、独立系電話会社の電話システムで使用されていましたが、米国のベルシステムでは1920年代初頭まで一般的ではありませんでした。 ^[1]

1960 年代以降、回転ダイヤルは徐々に押しボタン式の電話に取って代わられ、 1962 年の万国博覧会でタッチトーン(DTMF)という商標名で初めて一般に公開されました。タッチトーン技術では主に、押しボタンを長方形に並べたキーパッドが使用されました。回転ダイヤルはもはや一般的には使用されていませんが、その名残は「(電話番号を) ダイヤルする」という動詞に残っています。

1836 年以降、電信信号を送信するためのダイヤルに関するさまざまな提案や発明が報告されました。1878 年に最初の商用電話交換機が設置された後、電話の呼び出しを誘導するための自動化されたユーザー制御の方法の必要性が明らかになりました。技術的な欠点に対処するために、アルモン ブラウン ストロウジャーは1891 年に電話ダイヤルを発明しました。^[2] 1891 年以前には、ダイヤル、押しボタン、および同様のメカニズムに関する多数の競合する発明と 26 件の特許により、加入者が電話をかけたい宛先の電話局に信号を送る方法が規定されていました。ほとんどの発明は、高価で複雑なメカニズムを伴い、ユーザーが複雑な操作を行う必要がありました。^[要出典]

電話ダイヤルが初めて商用化されたのは、 1892年にインディアナ州ラポートでストロージャーの設計に基づいた99回線の自動電話交換機が初めて商用化された時でした。当初のダイヤルでは複雑な操作手順が必要でした。オートマチック・エレクトリック・カンパニーが電話機の3つの押しボタンを使った、エラーが起きやすいとはいえ実用的なシステムを発明しました。これらのボタンは電話番号の百の位、十の位、一の位を表していました。例えば加入者番号163に電話する場合、ユーザーは百の位ボタンを1回押し、続いて十の位ボタンを6回押し、一の位ボタンを3回押す必要がありました。^{[3] 1896年に、このシステムは自動}連絡機、つまり呼び出し装置に取って代わられました。1890年代から1900年代初頭にかけて、交換技術の改良に伴い、さらなる開発が続きました。

アルモン・ブラウン・ストロウジャーは1891年12月21日に回転ダイヤルの特許を初めて申請し、1892年11月29日に米国特許486,909として付与された。^{[4] [5]}初期の回転ダイヤルは穴の代わりに指板の突起を使用し、直線的なパルス列を生成せず、交換スイッチのリレーを制御するために2つの独立した回路を中断した。パルス列は、バネの動作やホイールの前進運動に対する調速機の制御なしに生成されたため、正しく操作するのが困難であることが判明した。

回転ダイヤルは現代的な機能がないにもかかわらず、特に産業機器で特別な用途に使われることがある。例えば、ワシントンDCのアナコスティア地区の反麻薬フェアローン連合は、麻薬購入者の徘徊を阻止するために、1980年代に電話会社を説得して回転ダイヤル公衆電話を再設置させた。なぜなら、回転ダイヤル公衆電話には売人のポケベルにメッセージを残すための電話キーパッドがなかったからだ。^[6]また、回転ダイヤル公衆電話は、アメリカ国道66号線沿いのブルースワローモーテルなど、呼称交換機やパルスダイヤルの時代にまで遡る歴史的建造物にも本物らしさを残すために残されている。 ^[7]

電話番号の数字をダイヤルするには、ユーザーは対応する指穴に指を入れ、指が指止めに達するまでダイヤルを時計回りに回転させます。次に、ユーザーは指を穴から引き抜いてダイヤルホイールを解放します。ダイヤルシャフトの周りのバネがダイヤルを回転させて休止位置に戻します。戻る間、ダイヤルは電気接点を操作してローカルループの電気的連続性を切断し、ダイヤルの前面にマークされた数字ごとに一定回数電流を遮断します。

各桁に送信されるパルスの数は、使用されているダイヤル システムの種類によって決まります。エンコードは、伝統的に国や電話システムの製造元によって異なります。たとえば、スウェーデンでは、0 の数字を知らせるのに 1 つのパルスを使用し、9 の数字を知らせるのに 10 のパルスを使用しました。電話機の多くがスウェーデン製であったフィンランドでは、1 つのパルスで数字1を、10 のパルスで数字0 を知らせました。ニュージーランドでは、 10 のパルスから希望する数字を引いたものを使用していました。つまり、数字7をダイヤルすると、3 つのパルスが生成されます。ノルウェーでは、数字1が 1 つのパルスに対応する北米のシステムが使用されましたが、首都オスロではニュージーランドと同じ「逆」のシステムが使用されていました。ダイヤル上の数字の順序は、それに応じて異なります。

回転式ダイヤルにはリダイヤル機能がありません。電話をかけるたびに電話番号全体をダイヤルする必要があります。ダイヤルにかかる時間は数字、つまりダイヤルが休止位置に戻るまでどのくらい移動する必要があるかによって異なります。

回転式ダイヤルは、通常、円形の構造をしています。機械的なスイッチング機構を作動させるシャフトは、円周近くに 10 個の指穴が並んだディスクであるフィンガーホイールによって駆動されます。フィンガーホイールは透明または不透明で、フェイスプレート (番号プレート) 全体または各指穴の番号割り当てのみを表示できるようにすることができます。フェイスプレートには、各指穴に対応する数字 (多くの場合は文字) が印刷されています。数字 1 は通常、ダイヤル前面の右上の象限に設定され、数字は反時計回りに進みます。湾曲した装置である指止めは、右下の象限に配置されます。一部のダイヤル機構では、不正使用を防ぐために物理的なロック機構を使用できました。ロックは電話機自体に組み込まれている場合もあれば、ダイヤルの回転を防ぐために指止めに最も近い指穴に挿入される別の装置である場合もあります。

ダイヤルが静止位置に戻る回転速度は、ダイヤルの一定の電気パルス速度を保証する機械式調整装置である調速 機によって制御されます。

米国では、ベルシステム用のウェスタン・エレクトリック社とオートマチック・エレクトリック社という最大手メーカーのエンジニアリング研究所で、2 つの主要なダイヤル機構が開発されました。

ウェスタン・エレクトリックのダイヤルには調速機に動力を供給する平歯車が付いており、調速機の軸はダイヤルのシャフトと平行でした。オートマチック・エレクトリックの調速機のシャフトはダイヤルの平面と平行で、ダイヤルのシャフトに直角でした。調速機のシャフトにはウォームギアが付いており、非常に珍しいことにギアがウォームを駆動していました。ウォームは高度に研磨されており、極端なピッチを持ち、歯は軸に対して約 45° の角度でした。これは、従来のオルゴールの速度制限ファンのギアと同じでした。ウェスタン・エレクトリックの調速機は、摩擦パッド付きのスプリング式ピボットウェイトを囲むカップでした。オートマチック・エレクトリックの調速機には、ストリップストックで作られた湾曲したスプリングの中央にウェイトが付いていました。ダイヤルを離して速度が上がると、ウェイトが外側に移動し、スプリングの端が一緒に引っ張られました。スプリングは、一方の端がシャフトのカラーに固定され、もう一方の端がスライド式ブレーキディスクのハブに固定されていました。速度が上がると、ブレーキディスクは摩擦パッドに接触しました。この調速機は、20 世紀初頭のゼンマイ駆動の巻き上げ式蓄音機ターンテーブルの調速機に似ていました。

どちらのタイプも、調速機を駆動するためのラップスプリングクラッチを備えていました。ダイヤルリターンスプリングを巻き上げると、これらのクラッチが切断され、ダイヤルが素早く回転します。ダイヤルを離すと、クラッチスプリングがしっかりと巻き上げられ、調速機を駆動します。

ダイヤルを巻き上げると、Western Electric ダイヤルのスプリング中心の爪は、ダイヤル シャフトのカムによって駆動されて中心からずれて揺れました。そのカムの歯は、ダイヤルの穴の間隔と同じ角度で間隔が空いていました。巻き上げ中、爪は中心からずれて、通常は閉じているパルス接点から離れました。ダイヤルが解放されると、カムの歯が爪を反対方向に動かしてダイヤル接点を開き、解放しました。Automatic Electric ダイヤルでは、ダイヤルが戻ると、パルス カムと調速機はラップ スプリング クラッチによって駆動されました。巻き上げ中、そのクラッチはカムと調速機の両方を切り離しました。

初期のダイヤルは、直接または前方への回転動作によって作動しました。ダイヤルが指止め位置に向かって回転すると、パルスが生成されました。ユーザーの手の動きが不規則な場合、間違った数字が表示される可能性がありました。19 世紀後半に、ダイヤルは反動バネによって自動的に動作するように改良されました。ユーザーはダイヤルする数字を選択し、ダイヤルを指止め位置まで回転させてから放します。バネによってダイヤルがホーム ポジションまで回転し、その間、遠心調速機によって一定速度が維持されました。

ユーザー ステーションのダイヤルは通常、1 秒あたり 10 パルス (PPS) の速度でパルスを生成しましたが、クロスバーまたは電子交換機のオペレータ コンソールのダイヤルは、18 PPS でパルスを生成することが多かったです。

回転ダイヤル ガバナーは摩耗や経年劣化の影響を受けやすいため、技術者による定期的な清掃、潤滑、調整が必要になる場合があります。ビデオでは、緑色の LED はダイヤルのインパルス パルスを示し、赤色の LED はダイヤルの非正常接触機能を示しています。

オフノーマル接点は、通常、さらに 2 つの機能があります。電話機の内部インピーダンスをすべて排除してダイヤルのパルス信号を最大化するために、送信回路と誘導コイルにシャントを実装する場合があります。もう 1 つの機能は、ダイヤル中に電話の受話器を短絡または中断して、電話のユーザーに聞こえるクリック音を防ぐことです。

電話機によっては、受話器に小さなダイヤルが組み込まれており、指止めが動くようになっている。ユーザーは、指止めが動かなくなるまでダイヤルを時計回りに回し、指止めが動かなくなったら両方を放す。この設計では、穴がダイヤルの全周に渡って伸びているため、直径を小さくすることができる。これは、ウエスタン・エレクトリックがコンパクトなトリムライン電話で導入したもので、ダイヤルを受話器に初めて配置した。スペインでは、このような電話機がマラガを拠点とする工場「CITESA」によってCTNE ( Compañía Telefónica Nacional de España )向けに製造され、その独特な形状から「ゴンドラ」電話機と名付けられた。スペインのゴンドラ セットには、最初から回線に接続された赤色 LED シリーズが取り付けられており、ダイヤル (スペイン語で「ディスコ」) がダイヤル中にバックライトで照らされる。そのために、LED は逆並列のツェナー ダイオードでブリッジされ、回線の極性が逆であっても DC が通過できるようにした。ラインの極性が逆の場合、LED は点灯しませんが、電話は動作します。製造時の組み立てを容易にするため、LED とツェナー ダイオードは同じパッケージに収められています。

英国では、文字「O」は数字「6」ではなく数字「0」と組み合わされていました。大都市では、7桁の番号は取引所名の3文字とそれに続く4つの数字で構成されていました。

1960 年以前のオーストラリアの回転式ダイヤル式電話機では、各番号に対応する文字がプレート中央の紙の円盤に印刷されており、加入者が電話番号を追加できるスペースがありました。紙は透明なプラスチックの円盤で保護されており、円盤を放射状に配置するための保持リングのようなもので固定されていました。オーストラリアの文字と番号のマッピングは、A=1、B=2、F=3、J=4、L=5、M=6、U=7、W=8、X=9、Y=0 でした。したがって、電話番号 BX 3701 は、実際は 29 3701 でした。1960 年頃にオーストラリアで電話ダイヤルがすべて数字式に変更されたとき、文字と数字を関連付けるのに役立つ記憶法として、「All Big Fish Jump Like Mad Under Water eXcept Yabbies」という文章が使われました。

キリル文字（1から0までの各数字にそれぞれА、Б、В、Г、Д、Е、Ж、И、К、Л）による交換局のアルファベット表記は、1950年代から1960年代にかけてソ連でも短期間使用されていたが、次の10年間でこの慣習はほとんど廃止された。^{[8] [9]}

文字コードは東ヨーロッパのすべての国で使用されていませんでした。

これらの違いの名残は、さまざまな国で使用されている緊急電話番号に見られます。英国では、コールオフィスのダイヤルを簡単に変換して無料通話にできるため、 999が選択されました。交換手用の「0」はすでに無料であり、ダイヤルを「0」の位置に回したときに回線上のシャントを取り除くカムは、隣接する数字「9」(必要な場合は「8」も) を含むように変更できるため、「0」と「999」への通話はコインを挿入せずに行うことができます。ニュージーランドでは、ニュージーランドの逆番号ダイヤルでは、数字「1」ごとに中央局/電話交換局に 9 つのパルスが送信されるため (英国の「9」のように)、英国の交換機をすぐに使用できるため、111 が選択されました。

10 桁の数字に加えて、各位置に対応する文字がフェイスプレートに印刷されていることがよくあります。

北米では、従来のダイヤルには、指穴の下の数字に次のパターンで文字コードが表示されています: 1、2 ABC、3 DEF、4 GHI、5 JKL、6 MNO、7 PRS、8 TUV、9 WXY、および 0 (場合によっては Z) オペレータ。文字はダイヤル番号と関連付けられており、複数の中央局を必要とするコミュニティの電話交換局名を表します。たとえば、「RE7-3456」は「REgent 7-3456」を表します。

1917年、AT&TのWG Blauveltは、各桁に割り当てられた文字の組み合わせパターンを開発し、これが北米の標準となった。ニューヨーク市のような大都市では、最終的に7桁の電話番号が必要となった。1900年代初頭のいくつかのテストでは、多くの人の短期記憶の範囲が7桁には不十分で、ダイヤルエラーが発生することが示された（これらのテストの文書は失われている）。^[要出典] 大都市では長年、手動交換機と自動交換機の両方があったため、手動交換機と自動交換機の番号は同じ形式を使用し、音声またはダイヤルで入力することができた。^[10]

1940年代後半には、電話機のデザインが一新され、数字と文字がダイヤルの外側のリングに表示されるようになり、視認性が向上しました。^[11]

ほとんどの地域でプッシュボタンキーパッドによるDTMFダイヤル方式に移行した後も、特定の構内交換システムで使用するために、ダイヤル用のキーパッドを備えたパルスダイヤル電話機がしばらくの間生産され続けました。^{[12] [検証失敗]これらの中には、} #と*の記号の付いたキーがないことで視覚的に区別できるものもあります。電話機によっては、パルスダイヤルまたはDTMFダイヤルを選択できるオプションがある場合があります。

• AIODリード（自動識別外線ダイヤル）
• クロスバースイッチ
• ダイヤルトーン
• 直通電話（DDD）
• 電話の歴史
• 電話ワード
• 単一周波数信号
• ステッピングスイッチ
• 電話キーパッド
• タイトル 47 CFR パート 68

ウィキメディア・コモンズには、ロータリーダイヤルに関連するメディアがあります。

• 「ダイヤル式電話の発明と発展：リンズボルグの 3 人の発明者の貢献」エモリー・リンドクイスト著、カンザス歴史季刊誌1957 年春号
• 「ダイヤル式電話の仕組み」、ポピュラーサイエンス、1946年8月号 - 詳細な記事とイラスト
• AT&T アーカイブ ディレクターズ カット - Now You Can Dial (YouTube)、AT&T アーカイブより