JP7489055B2

JP7489055B2 - 握り寿司製造装置

Info

Publication number: JP7489055B2
Application number: JP2020001978A
Authority: JP
Inventors: 勝成里薗; 誠伊藤
Original assignee: 株式会社ケイズベルテック; 株式会社外食システム開発
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2040-01-09
Also published as: JP2021108564A

Description

特許法第３０条第２項適用東京大学目白インターナショナル・ビレッジ内にあるレストランに握り寿司装置を納品（令和１年８月２７日）。

本発明は、握り寿司製造装置に関するものであり、より詳細には、シャリ玉の製造から最終形態の寿司製造に至るまでの工程、並びに、製造した寿司を皿に並べるまでの工程を自動的に行い得る握り寿司製造装置に関するものである。

近時の日本は、人口減少のなか人手不足が進み、職人の手で作られる料理が将来食べられなくなることさえ危惧されているのが現状である。特に日本の伝統である握り寿司業界においては、寿司職人不足が著しく、本来の握り寿司を食する機会が日々減少してきており、市場では、回転寿司のような簡易的な握り寿司の選択しかできなくなってきている。

このような世情を反映し、従来、寿司の自動製造装置の提案がなされている（例えば、特開２０１１－１７２５２７号公報、特許第４８７８０６９号公報）。しかし、それらは単にシャリ玉を成形するに止まるものであり、ネタの載った最終形態の握り寿司を製造するものではなく、ましてや、それによって寿司職人が握った寿司の外観並びに食感が得られる訳ではない。

特開２０１１－１７２５２７号公報特許第４８７８０６９号公報

上述したように、従来提案されている寿司ロボットは、単にシャリ玉成形に止まるもので、顧客に提供し得る最終形態の握り寿司を製造することはできない。そこで本発明は、寿司職人が握る動作を忠実に再現し、以て、寿司職人が握った寿司に近い食感と外観の握り寿司の製造が可能な握り寿司製造装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、先端にシャリ玉把持ハンドを装備した垂直多関節アームであるシャリ玉移送アームと、先端にネタ把持ハンドを装備した垂直多関節アームであるネタ移送アームとを備えた双腕ロボットと、
前記双腕ロボットの前記シャリ玉移送アーム側に配置されて、握り寿司一貫分のシャリ玉成形を行い、前記シャリ玉把持ハンドによる掴み上げ位置に供出するシャリ玉ロボットと、
前記双腕ロボットの前記ネタ移送アーム側に配置されて、前記ネタ把持ハンドにネタを移載するネタ移載装置と、
製造された寿司を載置するための皿を定位置に供給する皿搬送手段とを含み、
前記ネタ移載装置は、前記双腕ロボットの前を横切るように設置されるネタ供給コンベアの下流端に配置され、前記ネタ供給コンベアによって搬送されてくるネタをすくい取る移載機構を備え、
前記ネタ把持ハンドは、前記ネタ移載装置からネタを移載された後、前記双腕ロボット正面の寿司成形位置に移動し、前記シャリ玉把持ハンドは、前記シャリ玉ロボットからシャリ玉を掴み上げた後、前記寿司成形位置まで移動して、前記シャリ玉を前記ネタ把持ハンドにより保持されているネタの上に供給することを特徴とする握り寿司製造装置である。

一実施形態においては、前記ネタ把持ハンドは、前記シャリ玉の供給を受けた後、開閉動作をして適圧にてシャリ玉の側面を挟圧する機能を有し、また、前記シャリ玉把持ハンドは、シャリ玉を前記ネタ把持ハンドに供給した後、当該シャリ玉を上方から加圧整形する押し部材を備える。

一実施形態においては、前記ネタ移載装置は、前記移載機構を昇降させる昇降シリンダーを備え、前記移載機構はその下降端において前記ネタ供給コンベアからネタをすくい取り、その上昇端において前記ネタ把持ハンドにそのネタを移載する。

一実施形態においては、前記シャリ玉ロボットは、前記シャリ玉把持ハンドが到来するシャリ玉供出用テーブル面を備えていて、成形した一貫分のシャリ玉を前記テーブル面に形成された供出口から前記テーブル面上に押し上げる機能を有する。

一実施形態においては、前記皿搬送手段は、前記ネタ供給コンベアと平行に配置される皿搬送コンベアであり、他の実施形態においては、前記皿搬送手段は、前記双腕ロボットの前側に設置されて、皿を１枚ずつ定位置まで押し上げるリフター機能を有するものである。

一実施形態においては、前記ネタ移載装置に保持されているネタ、あるいは、前記ネタ供給コンベアにより搬送されているネタにワサビを供給するサビ打ちロボットを更に含む。

本発明に係る握り寿司製造装置は上記のとおりであって、複数のロボット要素で以て、寿司職人が握る動作が忠実に再現されることにより、寿司職人が握った寿司に近い食感と外観の握り寿司を製造することができ、寿司職人がいない食堂や居酒屋等においても握り寿司を提供することが可能となり、また、本来の握り寿司を国内のみならず、海外に向けて継続して供給することが可能となる効果がある。

本発明に係る握り寿司製造装置のレイアウトを示す平面図である。本発明に係る握り寿司製造装置におけるネタ供給部の構成を示す部分破断図である。本発明に係る握り寿司製造装置におけるネタ供給部の動作を示す斜視図である。本発明に係る握り寿司製造装置におけるネタ供給部の動作を示す斜視図である。本発明に係る握り寿司製造装置における寿司製造工程の第１の工程を示す図である。本発明に係る握り寿司製造装置における寿司製造工程の第２の工程（シャリ玉掴み上げ及びネタ移載）を示す図である。本発明に係る握り寿司製造装置における寿司製造工程の第３の工程（シャリ玉掴み上げ及びネタ移載）を示す図である。本発明に係る握り寿司製造装置における寿司製造工程の第４の工程（シャリ玉のネタ上載置）を示す図である。本発明に係る握り寿司製造装置における寿司製造工程の第５の工程（シャリ玉の握り操作）を示す図である。本発明に係る握り寿司製造装置における寿司製造工程の第６の工程（寿司の皿上載置）を示す図である。本発明に係る握り寿司製造装置における寿司製造工程の第７の工程（寿司の皿上載置）を示す図である。本発明に係る握り寿司製造装置における寿司製造工程の第７の工程（寿司の皿上載置）を示す図である。

本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。本発明に係る握り寿司製造装置は、双腕ロボット１と、シャリ玉ロボット２０と、ネタ移載装置３０と、皿搬送手段とを含んで構成され、更に必要に応じ、ネタ上にワサビを供給するサビ打ちロボット４０を含んで構成される（図１）。

双腕ロボット１は、垂直多関節ロボットであるシャリ玉移送アーム３とネタ移送アーム５の２つのアームを備えたロボットマニピュレータであり、シャリ玉移送アーム３のエンドエフェクタ（手先効果器）は，開閉動作する掴持ハンド２aを備えたシャリ玉把持ハンド２とされ、ネタ移送アーム５のエンドエフェクタは、開閉動作する整形ハンド４ａを備えたネタ把持ハンド４とされる。シャリ玉把持ハンド２には、指形状の押し部材２ｂが水平方向に突設される。なお、垂直多関節ロボットの機構は周知であるので、詳細な説明は省略する。

図１に示される第１の実施形態においては、双腕ロボット１の前を横切るようにネタ供給コンベア３１が設置され、ネタ移載装置３０はネタ供給コンベア３１の下流端に配置されて、搬送されてくるネタをすくい取る機能を有する。ネタ供給コンベア３１には、ネタ載置部となる上流端部（図１において右側端部）を残してカバー３２が被せられる。カバー３２の下流端部の一部には、後述するように昇降動作するネタ移載装置３０のネタ移載機構３４を逃がすための切除部３３が設けられる（図１，２参照）。

また、この実施形態の場合の皿搬送手段は、ネタ供給コンベア３１と平行に配置される皿搬送コンベア５０である。皿搬送コンベア５０は、出来上がった寿司７２を載せる皿５１を１枚ずつ、後述する双腕ロボット１の正面の寿司成形位置に搬送し、且つ、寿司７２が皿５１に載せられる度に、予め設定される寿司の間隔分、皿５１を移動させるよう動作する。皿搬送コンベア５０は、皿５１に所定数の寿司７２が載せられた後、皿５１を、先端の皿取り出し位置まで搬送する。

後述するように、双腕ロボット１のシャリ玉移送アーム３は、シャリ玉ロボット２０により成形されて供出されるシャリ玉７０を掴持ハンド２aにより掴持したシャリ玉把持ハンド２を、双腕ロボット１正面の寿司成形位置まで移動させるよう作用する。また、ネタ移送アーム５は、ネタ移載装置３０からネタ７１を受け取ったネタ把持ハンド４を、寿司成形位置まで移動させるよう作用する。以下、シャリ玉把持ハンド２の動きはすべてシャリ玉移送アーム３を介して制御され、また、ネタ把持ハンド４の動きはすべてネタ移送アーム５を介して制御されるので、その旨の説明は省略する。

シャリ玉ロボット２０は、双腕ロボット１の直近位置に配置され、握り寿司一貫分のシャリ玉７０を成形し、双腕ロボット１に供出する。シャリ玉ロボット２０は、箱型のケース内に、一貫分の寿司形状のシャリ玉を自動的に作り上げる成形部と、成形したシャリ玉を1つずつ、ケース上面のシャリ玉供給用テーブル面２１に形成された供出口２２からテーブル面２１まで押し上げるリフターとを具備して成る上出し式の装置である。

シャリ玉ロボット２０としては、例えば、特許第４８７８０６９号公報に開示されているような、公知の構成を採用することができる。

ネタ供給コンベア３１は、双腕ロボット１の前側を横切るように設置され、また、それと平行に皿搬送コンベア５０が設置される。上述したようにネタ供給コンベア３１には、両端部を残してカバー３２が被せられ、搬送中のネタ７１に塵埃等が付着することが防止される。ネタ供給コンベア３１の上流端がネタ供給部となり、そこから人手により、あるいは、機械的に、ネタ７１が適宜間隔置きに供給される。ネタ供給コンベア３１の下流端には、ネタ移載装置３０が設置される。

ネタ移載装置３０は、例えば、図示せぬ可動フレームに支持されて進退動作するキャリア板３５と、キャリア板３５に緊張状態にて巻回される無端の移載ベルト３６とから成るネタ移載機構３４を備えたものとされる（図２、特開２０１８－１７４８９６号公報参照）。このネタ移載機構３４は、箱状の昇降フレーム３７内に、昇降フレーム３７に形成された開口部３８から進退可能となるように設置される。そして、図示せぬ昇降シリンダーの作用で昇降フレーム３７ごと昇降動作する（図２～８）。昇降フレーム３７は、上昇端のネタ供給位置において、進退可能にされる。

このネタ移載装置３０の場合、可動フレームと共にキャリア板３５が進退動作し、それに伴って移載ベルト３６が循環動作することにより、ネタ７１をすくい取り又は排出する。即ち、後述するようにネタ移載機構３４は、昇降シリンダーに駆動されて昇降フレーム３７ごと上下動し、下降端においてネタ供給コンベア３１からネタ７１をすくい取り（図２）、上昇端において、ネタ把持ハンド４の整形ハンド４ａ間の受け板４ｂ上に、そのネタ７１を移載する（図３，４）。

サビ打ちロボット４０は、例えば、ワサビの定量供給機とそこから延びるノズルとを含み、ノズルは、ネタ７１を移載されたネタ把持ハンド４の整形ハンド４ａ間の受け板４ｂ上方に位置し、ネタ７１の到来に呼応して動作し、ネタ７１上にワサビを定量供給する。後述するように、その後ネタ７１上にシャリ玉７０が載せられるので、ワサビはネタ７１とシャリ玉の間に挟み込まれることになる。

次に、上記構成の本発明に係る握り寿司製造装置の動作について説明するが、各構成部の動きを理解しやすいように、シャリ玉移送アーム３（シャリ玉把持ハンド２）関係の動作、ネタ移載装置３０関係の動作、及び、ネタ移送アーム５（ネタ把持ハンド４）関係の動作に分けて説明する。上記のとおり、シャリ玉把持ハンド２の動きはすべてシャリ玉移送アーム３を介して制御され、ネタ把持ハンド４の動きはすべてネタ移送アーム５を介して制御される。なお、以下の動作（１）～動作（１９）は、必ずしもその順という訳ではなく、適宜入れ替えが可能である。

シャリ玉移送アーム関係の動作
（１）シャリ玉ロボット２０内において、一貫分の握り寿司形状のシャリ玉７０が連続的に成形され、成形されたシャリ玉７０が1つずつ、ケース上面のシャリ玉供給用テーブル面２１に設けられた供出口２２から、テーブル面２１の高さまで押し上げられる（図５，６）。
（２）シャリ玉把持ハンド２が、シャリ玉供給用テーブル面２１の供出口２２上に移動する（図６）。その際シャリ玉把持ハンド２の掴持ハンド２aは開いていて、下向きの状態となっている。
（３）シャリ玉把持ハンド２がテーブル面２１まで下降し、掴持ハンド２aが閉動作してシャリ玉を掴み、そのまま上昇する（図７）。
（４）シャリ玉把持ハンド２は、上昇端に達した後旋回し、双腕ロボット１の正面においてネタ７１を保持して待機しているネタ把持ハンド４上に移動する（図８）。なお、シャリ玉把持ハンド２が先に移動して待機するようにしてもよいし、シャリ玉把持ハンド２とネタ把持ハンド４が同時に到来することとしてもよい。
（５）シャリ玉把持ハンド２の掴持ハンド２aはネタ把持ハンド４上において開動作し、掴持していたシャリ玉７０を、ネタ把持ハンド４に保持されているネタ７１上に落とす（図８）。
（６）ネタ把持ハンド４の整形ハンド４ａは軽く開閉動作をしてシャリ玉７０を適度に押し固め（握り操作１）、また、シャリ玉把持ハンド２は、ネタ把持ハンド４から外れる位置まで後退し、９０度回転した後１又は複数回上下動し、指形状の押し部材２ｂでシャリ玉７０を押してネタ７１になじませると共に、形を整える（握り操作２）（図９）。握り操作１と握り操作２は、同時に又は交互に行い、また、握り操作１と握り操作２は複数回行うこととしてもよい。
（７）シャリ玉把持ハンド２は、その後シャリ玉供給用テーブル面２１の供出口２２上に移動し、シャリ玉ロボット２０からのシャリ玉７０の供出を待ち（図１０，１１）、以後上記動作を反復する。

ネタ移載装置３０の動作
（８）ネタ移載装置３０の移載機構３４は、下降端において、キャリア板３１が昇降フレーム３７内に後退した状態で、ネタ７１がネタ供給コンベア３１上を搬送されてくるのを待つ（図５，８）。
（９）図示せぬセンサがネタ７１の到来を感知すると、キャリア板３１が移載ベルト３２と一体にネタ供給コンベア３１の表面に沿って前進し、先端部がネタ７１に接する（図２）。その際移載ベルト３２は、キャリア板３１の移動方向とは逆方向（後ろ向き）に循環しているため、ネタ７１がネタ供給コンベア３１から移載ベルト３２上にすくい上げられる。
（１０）ネタ７１をすくい上げた後、移載ベルト３２の循環動作は停止し、ネタ移載機構３４はその状態のまま上昇し、上昇端において昇降フレーム３７がネタ供給位置まで前進してネタ把持ハンド４の到来を待つ（図６）。
（１１）ネタ移載機構３４の下側にネタ把持ハンド４が到来すると、ネタ移載機構３４は上記と逆の動きをし、即ち、キャリア板３１が後退動作し、移載ベルト３２が前向きに循環動作する結果、移載ベルト３２上のネタ７１は移載ベルト３２から脱落してネタ把持ハンド４上に落ちる（図７，４）。
（１２）その後ネタ移載機構３４は、後退した状態のまま下降し、下降端において次のネタ７１の到来を待つ（図８）。

ネタ移送アーム５（ネタ把持ハンド４）の動作
（１３）ネタ移送アーム５は、整形ハンド４ａが開いた状態のネタ把持ハンド４を正面向き、且つ、下向きにした状態（図５）から始動し、先ず、ネタ把持ハンド４を上向きに回動させた後、外方に９０度旋回させて上昇させる（図６）。その際、ネタ移載機構３４は、ネタ７１を把持した状態で上昇端にて待機しているので、ネタ把持ハンド４はネタ移載機構３４の下側に位置することになる。
（１４）上記ネタ移載機構３４の動作（上記動作（１１））に伴って、ネタ把持ハンド４の整形ハンド４ａ間の受け板４ｂ上にネタ７１が移載される（図４，７）。
（１５）その後ネタ把持ハンド４は、上向きのまま１８０度旋回して双腕ロボット１の正面の成形位置に移動し、その位置でシャリ玉把持ハンド２の到来を待つ（図８）。上記動作（４）において述べたように、シャリ玉把持ハンド２が先に移動して待機することもあり、また、シャリ玉把持ハンド２とネタ把持ハンド４が同時に到来することもある。
（１６）シャリ玉把持ハンド２が到来して掴持ハンド２aが開動作をするに伴い、シャリ玉７０がネタ把持ハンド４に把持されているネタ７１上に載置され（図８）、次いで、上述した動作（６）における握り操作１及び握り操作２が行われる（図９）。
（１７）その後ネタ把持ハンド４は、水平方向に適宜角度（５０～８０度程度）回転すると共に、垂直方向に１８０度回転して下向きとなり、その状態のまま皿５１の少し上にまで下降する（図１０，１１）。
（１８）その位置において整形ハンド４ａが開動作して寿司を解放し、皿５１上に所定間隔置きに並べていく（図１）。上記動作（１７）において、ネタ把持ハンド４が水平方向に適宜角度回転することにより、寿司７２が、皿５１上に体裁よく傾いた状態に並べられることになる。
（１９）その後ネタ把持ハンド４は、上記と逆に動作して、図５に示すネタ７１の待ち受け位置に戻り、ネタ７１の供給を待つ。

上記実施形態における皿搬送手段は、ネタ供給コンベアと平行に配置される皿搬送コンベア５０であるが、これに代えて、双腕ロボット１の正面に設置されて、皿５１を１枚ずつ定位置まで押し上げるリフター機能を有するものを採用することもできる。その場合、所定数の寿司７２が並べられた皿５１は、例えば、店員又は顧客が取り上げることになる。

本発明に係る握り寿司製造装置は上記のとおりのものであって、複数のロボット要素で以て、寿司職人が握る動作が忠実に再現されることにより、寿司職人が握った寿司に近い食感と外観の握り寿司を製造することができるので、寿司職人がいない食堂や居酒屋等においても握り寿司を提供することが可能となり、また、本来の握り寿司を国内のみならず、海外に向けて継続して供給することが可能となるものであり、その産業上の利用可能性は極めて大である。

１双腕ロボット
２シャリ玉把持ハンド
２ａ掴持ハンド
２ｂ押し部材
３シャリ玉移送アーム
４ネタ把持ハンド
４ａ整形ハンド
４ｂ受け板
５ネタ移送アーム
２０シャリ玉ロボット
３０ネタ移載装置
３１ネタ供給コンベア
３４移載機構
３５キャリア板
３６移載ベルト
４０サビ打ちロボット
５０皿搬送コンベア
７０シャリ玉
７１ネタ
７２寿司

Claims

先端にシャリ玉把持ハンドを装備した垂直多関節アームであるシャリ玉移送アームと、先端にネタ把持ハンドを装備した垂直多関節アームであるネタ移送アームとを備えた双腕ロボットと、
前記双腕ロボットの前記シャリ玉移送アーム側に配置されて、握り寿司一貫分のシャリ玉成形を行い、前記シャリ玉把持ハンドによる掴み上げ位置に供出するシャリ玉ロボットと、
前記双腕ロボットの前記ネタ移送アーム側に配置されて、前記ネタ把持ハンドにネタを移載するネタ移載装置と、
製造された寿司を載置するための皿を定位置に供給する皿搬送手段とを含み、
前記ネタ移載装置は、前記双腕ロボットの前を横切るように設置されるネタ供給コンベアの下流端に配置され、前記ネタ供給コンベアによって搬送されてくるネタをすくい取る移載機構を備え、
前記ネタ把持ハンドは、前記ネタ移載装置からネタを移載された後、前記双腕ロボット正面の寿司成形位置に移動し、前記シャリ玉把持ハンドは、前記シャリ玉ロボットからシャリ玉を掴み上げた後、前記寿司成形位置まで移動して、前記シャリ玉を前記ネタ把持ハンドにより保持されているネタの上に供給することを特徴とする握り寿司製造装置。
前記ネタ把持ハンドは、前記シャリ玉の供給を受けた後、開閉動作をして適圧にてシャリ玉の側面を挟圧する機能を有している、請求項１に記載の握り寿司製造装置。
前記シャリ玉把持ハンドは、前記ネタ把持ハンドに供給したシャリ玉を上方から加圧整形する押し部材を備えている、請求項１又は２に記載の握り寿司製造装置。
前記ネタ移載装置は、前記移載機構を昇降させる昇降シリンダーを備え、前記移載機構はその下降端において前記ネタ供給コンベアからネタをすくい取り、その上昇端において前記ネタ把持ハンドにそのネタを移載する、請求項１に記載の握り寿司製造装置。
前記シャリ玉ロボットは、前記シャリ玉把持ハンドが到来するシャリ玉供出用テーブル面を備えていて、成形した一貫分のシャリ玉を前記テーブル面に形成された供出口から前記テーブル面上に押し上げる機能を有している、請求項１乃至４のいずれかに記載の握り寿司製造装置。
前記皿搬送手段は、前記ネタ供給コンベアと平行に配置される皿搬送コンベアである、請求項１乃至５のいずれかに記載の握り寿司製造装置。
前記皿搬送手段は、前記双腕ロボットの前側に設置されて、皿を１枚ずつ定位置まで押し上げるリフター機能を有するものである、請求項１乃至６のいずれかに記載の握り寿司製造装置。
前記ネタ移載装置に保持されているネタにワサビを供給するサビ打ちロボットを更に含む、請求項１乃至７のいずれかに記載の握り寿司製造装置。