JPH04169692A - 掘削工具 - Google Patents

掘削工具

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JPH04169692A
JPH04169692A JP29794790A JP29794790A JPH04169692A JP H04169692 A JPH04169692 A JP H04169692A JP 29794790 A JP29794790 A JP 29794790A JP 29794790 A JP29794790 A JP 29794790A JP H04169692 A JPH04169692 A JP H04169692A
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blocks
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石松 利基
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、本発明は、アンカーの各種工事、各種さく井
工事、あるいは各種基礎杭孔工事等において、地盤や土
砂を掘削する際に用いられる掘削工具に係わり、特に、
掘削パイプとデバイスとの間に侵入する掘削屑のつまり
を防止するようにした掘削工具に関するものである。
「従来の技術」 従来、地盤、土砂等を掘削する掘削工具の一つとして、
特開昭63−11789号公報に記載のものが知られて
いる。
この掘削工具は、第15図ないし第17図に示すように
、ハンマ(図示せず)の衝撃力およびハンマシリンダ1
の回転力を受けるデバイス2の底面に、該デバイス2の
中心に対して点対称に2個に軸穴2a、2bを形成し、
それぞれの軸穴2a。
2bにブロック軸3a、3bを軸回りに回転自在にかつ
抜け止めして嵌入し、それぞれのブロック軸3a、3b
の先端部に、前記デバイス2の径とほぼ同径の略半円形
状をなしかつ先端面に多数のビット4・・・が植設され
たブロック5a、5bを互いの直状端面6a、6bを対
向させて設け、前記ブロック軸3a、3bの位置を、前
記デバイス2が掘削方向に回転した際に、前記両ブロッ
ク5a。
5bのそれぞれ一方の端部が共にデバイス2の外周面よ
り所定の掘削量分だけ突出し、かつその際に両ブロック
の直状端面6a、6bが互いに当接するようデバイス2
の中心から偏心させてなるものである。
そして、前記掘削工具では、デバイス2をハンマシリン
ダ1により掘削方向Xに回転させると、ブロック5a、
5bが掘削抵抗を受けながらブロック軸3a、3bを軸
として自転し、ブロック5a。
5bの直状端面6a、6bの一端部がデバイス2の外周
面より所定量だけ突出するとともに、直状端面6a、6
bの一部が互いに当接してブロック5a、5bの自転が
停止し、この状態で、ブロック5a、5bがデバイス2
の回転力をうけて、ビット4・・・により地中を掘削し
、さらに、ハンマの衝撃力により地中を前進する。
この際、掘削した土砂等は、ハンマシリンダl内をハン
マピストンが落下する際に吐き出される圧縮空気がデバ
イス2の底面に設けた空気孔8a。
8bから吹き出されることにより当該掘削工具先端から
離間され、その後デバイス2に設けた排出溝9aを経由
して掘削バイブ9内に移り、そこからさらに上方へ排出
される。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、前記掘削工具においては、デバイス2が掘削
バイブ9の先端内周に設けられた段差9bに係合するよ
うになっているが、穿孔時に、掘削屑がデバイス2と段
差9bとの間に入り込むことがあり、デバイス2と段差
9bとの間の当接部を傷めるおそれがあった。
本発明は前記した問題点を解消せんとして成されたもの
であり、その目的とするところは、デバイスと掘削バイ
ブの段差との間に入り込む掘削屑を排出することができ
、これらの当接部の保護が図れる掘削工具を提供するこ
とにある。
「課題を解決するための手段J かかる目的を達成するため本発明は、ハンマシリンダの
先端に装着されかつハンマシリンダの回転力およびハン
マの衝撃力を受けるデバイスと、当該デバイスを自身の
先端に抜け止めした状態で挿入する掘削バイブとを具備
し、かつ前記デバイスの底面に、該デバイスの中心に対
して点対称にそれぞれブロック軸を軸回りに回動自在に
嵌入し、それぞれのブロック軸の先端部に、前記デバイ
スの径とほぼ同径の略半円形状をなしかつ先端面にビッ
トが植設されたブロックをそれぞれの直状端面を対向さ
せて設け、さらに前記ブロック軸の位置を、前記デバイ
スが掘削方向に回転した際に、前記両ブロックのそれぞ
れ一方の端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量
分だけ突出し、かつそのブロックの拡径時の際に両ブロ
ックの直状端面が互いに当接するようデバイスの中心か
ら偏心させてなる掘削工具において、 前記デバイスの外周面に、デバイスと掘削パイプとの当
接部に向けてデバイスより排気された空気を送る周溝を
形成したことを特徴とするものである。
「作用」 本発明では、ハンマピストンが落下する際、圧縮された
空気の一部は、外部に排気されて周溝を通過し当接部に
送られるので、デバイスのフランジ部下面(当接面)へ
の掘削屑の侵入を防止し得て、デバイス当接面を保護す
ることができる。
「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図ないし第14図は本発明の一実施例を示すもので
、図に示す掘削工具も、基本的には、第15図ないし第
17図に示す掘削工具と同様に、ハンマの衝撃力および
ハンマシリンダの回転力を受けるデバイス10の底面に
、該デバイス10の中心に対して点対称にそれぞれブロ
ック軸20を軸回りに回動自在に嵌入し、それぞれのブ
ロック軸20の先端部に、前記デバイス10の径とほぼ
同径の略半円形状をなしかつ先端面にビット21が植設
されたブロック22をそれぞれの直状端面22aを対向
させて設け、前記ブロック軸20の位置を、前記デバイ
ス10が掘削方向に回転した際に、前記両ブロック22
のそれぞれ一方の端部が共にデバイス10の外周面より
所定の掘削量分だけ突出し、かつそのブロック22の拡
径時の際に両ブロック22の直状端面22aが互いに当
接するようデバイス10の中心から偏心させてなる基本
構成となっている。
しかし、本発明においては、前記デバイス10の中心に
軸方向に延びる排気孔15aを形成するとともに、デバ
イス10の上部外周面にデバイス10の周方向に一周す
る周溝16aを設け、さらにデバイス10に前記周溝1
6aと排気孔15aとを連通する連通孔16bを形成し
たことことを最大の特徴とするものである(第1図及び
第2図参照)。
以下、掘削工具の主要部材について詳細に説明すると、
まず、デバイス10は、第1図ないし第3図に示すよう
に、外周面にスプライン溝12を備えた小径部10Aと
、ブロック軸20を挿入する挿入孔11を備えた大径部
10Bとを主体として構成されており、大径部10Bの
外周面には、掘削パイプ30の先端内周に備えられた抜
け止めバイブ31に径合するフランジ部13が一体に設
けられるとともに、掘削屑を上方へ排出するための排出
溝14が形成されている。
そして、前記デバイス10の中心の排気孔15aはデバ
イス10の小径部上端に開口しており、この開口部から
、ハンマピストンが落下する際に吐き出される圧縮空気
が流入するようになっている。
また、デバイス10には、排気孔15aの先端部と連通
L7て半径方向外方へ延びる連通孔15bが形成されて
おり、この連通孔15bの両端部からデバイス10の先
端側に向けて延び、さらにデバイス軸10の底面に達し
開口する空気孔15cが形成されている。そして、この
空気孔15cの先端であってデバイス底面と外周面との
間には、前記排出溝14と空気孔15cとにそれぞれ連
通ずる切欠部15dが設けられている。
さらに、前記排気孔15aに連通する連通孔15bには
、デバイス10の大径部10Bの上面に達し開口するブ
ロー孔16cが形成され、前記空気孔15cが詰まった
時に圧縮空気が抜けてハンマHが停止しないように配慮
されている。なお、このブロー孔16cは、第1図に示
すように、ハンマHの外側に位置して開口しており、ハ
ンマHが下がったときにハンマHによってブロー孔16
cが塞がれないように配慮されている。
さて、挿入孔11は、デバイス10の中心がらずらされ
てかつデバイス10の中心に対して点対称になるように
形成されており、より具体的には、第4図に示すように
、その軸心Gがデバイス底面の中心位置Cからブロック
端部間の距離Iの約1/4ずれた長さTの位置にくるよ
うに設定されて設けられている。
そして、前記挿入孔11にはブロック軸20が回転自在
にかつ抜け止めされて嵌入されており、またこのブロッ
ク軸20の抜け止めは、例えばブロック軸20が挿入孔
11に嵌入された状態でデバイス10のピン孔18から
係止ビン17が挿入され、該係止ピン17がブロック軸
20の外周部に形成された切欠部20aに係合すること
によって行われるものである。
次いで、ブロック軸20とブロック22の構成について
説明すると、これらブロック軸20とブロック22とは
互いに直交して設けられたもので、ブロック軸20とブ
ロック22とを一体に形成しても良く、また別体に構成
しボルト等で連結しても良いものである。
より具体的には、ブロック軸20は、第6図に示すよう
に、その長さ寸法りがブロック軸20の外径りの1.5
〜2.5倍の範囲内になるように形成されており、また
、ブロック軸20の外周には、第6図及び第7図に示す
ように、係止ビン17が挿入される切欠部20aが形成
されている。この切欠部20aは、ブロック22の回転
する角度に相当する位置にのみブロック軸20の外周が
切り欠かれた構成とされており、また、係止ピン17の
直径aよりもブロック軸22の軸方向に長く切り欠かれ
た基本構造となっている。なお、実際には、前記切欠部
20aは係止ピン17の外径の約1/3程度となるよう
に設定し、より具体的には4〜8mm程度の大きさとな
るように形成するものである。
一方、前記各ブロック22は底面規格扇状(実施例では
半円形状)に形成された同一形状のもので、その扇状の
半径はデバイス10の半径と略同じ値に設定されている
。ブロック22は直状端面22aを互いに対向させてし
かもそれらブロックの円弧部22bが全体で略円を形成
するように配される。
前記ブロック22の先端面(底面)の外周部には、外方
に向かうに従って漸次デバイス10の軸方向基端側に傾
斜する第1の傾斜面22cが形成されるとともに、これ
ら第1の傾斜面22cの外周部にはこの第1の傾斜面2
2cとは別の傾斜角度でデバイス10の軸方向基端側に
傾斜する第2の傾斜面22dが形成されている。
また、デバイス10が掘削方向に回転した際に、このデ
バイス10の外周面より突出するブロック22の直状端
面22aの端部には、回転方向前方に向かうに従って漸
次デバイス10の軸線方向基端側に向けて傾斜する第3
の傾斜面22eが形成されている(第8図参照)。
そして、前記ブロック22の先端面及び第1ないし第3
の傾斜面22c、22d、22eには超硬チップからな
る複数のビット21・・・がそれぞれ面に対して垂直に
植設されている。
ちなみに、実施例では、これらビット21・・・の−部
がブロック22の直状端面22a近傍に位置しかつ前記
直状端面22aに沿って植設されるとともに、これら直
状端面近傍のビット22aのうち、前記両ブロック22
のそれぞれ一方の端部が共にデバイスの外周面より所定
の掘削量分だけ突出させた位置において一方のブロック
22の円弧部22bよりも外側に位置するビット(実施
例では第3の傾斜面22e上のビット)の頂点Rは、第
8図に示すように、ブロック外面の曲率に沿って延ばし
た延長線A−Bよりも外方に位置させられている。
また実施例では、前記両ブロック22の底面(先端面)
と直状端面22aとの間には、両ブロック22のそれぞ
れ一方の端部が共にデバイス10の外周面より所定の掘
削量分だけ突出している時に、互いに対向配置されてブ
ロック22の中心にデバイス10と同心円状の凹部25
を形成する凹陥部22fがそれぞれ形成されている。こ
の凹陥部22fは、実施例では、円形状の底部とこの底
部より上方に向かうに従い傾斜したテーバ面とから構成
されているが、この形状は実施例に限定されるものでは
なく、例えば第11図及び第12図に示す形状のもので
あっても良い。
ちなみに第11図では、テーバ面のみを形成した形状で
あり、また第12図では、テーバ面をなくし底面よりほ
ぼ垂直にのびる壁部を形成した構成となっている。
なお、前記ブロック22の上面には、第1O図に詳細を
示すように、デバイス10の底面に当接する当接部22
gがブロックの中心に位置して設けられるとともに、こ
の当接部22gの外側には当接部22gより一段低く形
成された逃し代部22hが設けられ、さらに、前記当接
部22gと逃し代部22hとの間には始端部が当接部2
2gと同一の高さで終端部が逃し代部22hと同一の高
さとされた傾斜面22jが形成されている。
次に、掘削バイブ30の構成について、第1図ないし第
3図を参照して説明を補足しておくと、これはデバイス
10を挿入する大きさの円筒状に形成されたもので、そ
の先端内周には抜け止めバイブ31が一体に固着されて
いる。
前記抜け止めバイブ31の外周には掘削パイプ30の先
端に当接するフランジ部31aが設けられるとともに、
当該フランジ部31aは、掘削パイプ30の先端に対し
て溶接部Sにより全周にわたって溶接されている。また
、前記抜け止めパイプ31には、その軸線方向に延在し
かつ抜け止めバイブ31の内外に連通ずる切欠孔31b
が形成されるとともに、この切欠孔31bを介して抜け
止めバイブ31と掘削バイブ30とが溶接部Sにより一
体に溶接されている。
次に、前記構成の掘削工具の作用について説明する。
第1図などに示すように、デバイス10の底面にブロッ
ク22を取付けるには、まず、ブロック軸20とブロッ
ク22とを一体化しておき、デバイス10底面の挿入孔
11にブロック22の直状端面22aが相互に向かい合
うように配置して、ブロック軸20を挿入する。
次いで、デバイス10のピン孔18より、係合ビン17
を挿入して、固定すれば、係合ビン17にブロック軸2
0が係合して、第1図に示すように、ブロックとデバイ
スとが組み立てられた状態となる。
この組立は、デバイス10の挿入孔11にブロック軸2
0を挿入し、係合ビン17を係合させる単純作業であり
、1本の係合ビン17により、2つのブロック軸20を
係止することができるので、その作業性を良好にできる
といった効果がある。
前記のような掘削工具では、ハンマシリンダが駆動力を
受は矢印X方向へ回転されるとデバイス10、ブロック
軸20およびブロック22もそれと一体的に同方向へ回
転する。
さらに、ハンマシリンダ内に配置したハンマピストンを
駆動してデバイス10に下方への衝撃力を加えると、ブ
ロック22が地中に突き進みかつ回転力によりピッ)2
1が土石を掘削する。
ハンマシリンダおよびデバイス10とともにブロック2
2が掘削方向に回転すると、該ブロック22は掘削抵抗
によりブロック軸20を中心に自転し、ブロック22の
直上端面の一端がデバイス10の外周面より突出し、こ
の部分が外周刃Aとして機能する。
また、前記ブロック22が自転するとき、各ブロックの
直上端面22aが相互に当接し、これが互いにストッパ
の機能を果たして、各ブロックのそれ以上の自転を規制
する。この状態でブロック22がデバイス10の回転力
をうけて前記外周刃A等により地中を掘削する。
この際、ハンマピストンが落下することにより、圧縮さ
れた空気が、排気孔15aから流入して空気孔15cか
ら吹き出され、掘削された掘削屑を除去する。空気孔1
5cの先端には、排出溝14に連通する切欠部15dが
形成されているので、圧縮空気の一部が直接第5図矢印
に示すごとく流れ、掘削屑の排出を補助して掘削された
掘削屑を効率的に除去することができる。
また実施例では、第13図及び第14図に示すように、
ハンマピストンが落下する際、圧縮された空気の一部は
、連通孔16bを通り、周溝16aに流入して外部に排
気されるので、デバイス1゜のフランジ部13下面(当
接面)への掘削屑の侵入を防止し得て、デバイス当接面
を保護することができる利点がある。
また、掘削時において個々のブロック22には、凹陥部
22fが形成されて、ブロック22の拡径時にそれらの
中心位置に凹部25が形成されるため、穿孔時にブロッ
ク22が岩盤にくい込む形態となり、掘削中にがた付き
が生じにくく良好な掘削が行えるとともに、凹部25で
生じる推進力の分力Faが、第8図に示すように、半径
方向に作用して外周刃Aに作用する力Fbに対抗するよ
うに働くため、首折れを有効に防止することができると
ともに、工具寿命を長くすることができる。
また、実施例では、ブロック22の先端面に植設された
複数のビット21の内の一部を、ブロック22の直状端
面近傍に位置させかつ前記直状端面に沿って植設すると
ともに、これら直状端面近傍のビット21のうち、前記
両ブロック22のそれぞれ一方の端部が共にデバイスの
外周面より所定の掘削量分だけ突出させた位置において
一方のブロック22の外面よりも外側に位置するビット
21の頂点を、第8図に示すように、ブロック外面の曲
率に沿って延ばした延長!A−Bよりも外方に位置させ
たので、掘削時において、ブロック22に衝撃力が加わ
った場合に、デバイス1oの半径方向外方の向きに力を
負荷させることができ、外周刃Aに作用する力を負担さ
せることができるといった利点がある。しかも、前記延
長線A−B上にあるビット21を外方に向は作用させる
ことができるので、ビットの磨耗も低減することができ
、工具寿命を長くすることができる等の利点もある。
また、ハンマシリンダ内のピストンが落下する際、該ハ
ンマピストンにより押し出される圧縮空気は排気孔15
aに流入し、連通孔15bを経てブロー孔16cより吹
き出されるので、デバイス先端の空気孔15cが軟泥層
又はその他の要因により詰まるような不具合が生じても
、圧縮空気はブロー孔16cより吹き出されるため、ピ
ストンの作動が止るようなことがなく、穿孔作業が損な
われることがなく、その作業効率を向上させることがで
きる。
また、前記のような掘削により、デバイス底面はその打
撃により減り、あるいは打撃面の損傷に起因した再加工
によりデバイスの長さ寸法が当初のものよりも小さくな
っていくが、実施例では、係止ビン17が挿入される切
欠部22aは係止ビン17の直径よりもブロック軸20
の軸方向に長く形成されているため、デバイス10の長
さ寸法が短くなった場合にも、係止ピン17に作用する
せん断力が大きくなるようなことがなく、係止ピン17
の軸折れを防止することができるといっな利点がある。
しかも、実施例では、前記切欠部22aがブロック軸2
0の回動範囲のみ削られた切り欠き構造となっているた
め、ブロック軸20の断面欠損を小さくし得て、ブロッ
ク軸20の強度を向上することができるといった長所も
ある。
また、実施例では、抜け止めバイブ31の外周に掘削バ
イブ30の先端に当接するフランジ部30aを設けると
ともに、当該フランジ部30aと掘削パイプ30の先端
とを全周にわたって溶接し、さらに、前記波は止めバイ
ブ31に、その軸線方向に延在しかつ抜け止めバイブの
内外に連通ずる切欠孔31bを形成するとともに、この
切欠孔31bを介して抜け止めバイブ31と掘削パイプ
30とを溶接しているため、抜け止めバイブ31と掘削
パイプ30とを強固に一体的に固着することができ、特
に、抜け止めバイブ31は抜け止めバイブ3]の内外に
連通ずる切欠孔31bの位置で溶接されることによって
、この部分で溶接による締め付は効果が生じるので、抜
け止めバイブ31と掘削パイプ30とを一層強固に固着
することができるといった利点がある。
しかして、掘削終了後は、ハンマシリンダを前記掘削方
向とは逆方向に回転させるが、このとき各ブロック22
は掘削時とは逆の方向に自転し、第3図等に示すように
ブロック22の最外周に位置する円弧部22bがデバイ
ス10の底面と等しいか、もしくはそれより内側に配さ
れる。
このようにすれば、掘削バイブ30内を摺動可能となる
ので、ハンマシリンダを上方に引けば、当該掘削工具を
引き出すことができる。
なお、前記のようなブロック22の縮径操作の際、デバ
イス底面の空気孔15cは、ブロック22の縮径途中に
おいて、ブロック22により一時閉塞されるが、空気孔
15cの先端には、デバイスIOの側面に開口する切欠
部15(]が形成されているため、圧縮空気を前記切欠
部15dを通して外部に排気させることができ、また、
デバイスとブロック間の当接面に圧縮空気を吹き出すこ
とによって、これら当接面の掘削屑の効果的に除去する
ことができ、ブロック収縮時の抵抗を除去することがで
きるといった効果がある。
また、実施例では、ブロック22の上面にはデバイス1
0の底面に当接する当接部22gがブロック22の中心
に位置して設けられるとともに、この当接部22gの外
側には当接部22gより一段低く形成された逃し代部2
2hが設けられ、さらに、前記当接部22gと逃し代部
22hとの間には始端部が当接部22gと同一の高さで
終端部が逃し代部22hと同一の高さとされた傾斜面2
2jが形成されているため、ブロック22を収縮させて
掘削バイブ30内に引き上げる時にも、傾斜面22jに
沿ってブロック22を容易に引き上げることかでき、ま
た、当接部22gに掘削時の衝撃によってまくれなどが
生じても、逃し代部22hが当接部22gよりも一段低
く形成されているので、ブロック22の引き上げを阻害
することがなく、現場での作業性を向上することができ
るといった効果がある。
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であ
ることは言うまでもない。
「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、ハンマピストンが
落下する際、圧縮された空気の一部は、外部に排気され
て周溝を通過し当接部に送られるので、デバイスと掘削
バイブの段差との間に入り込む掘削屑を排出することが
でき、これらの当接部の保護が図れる掘削工具を提供す
ることができるといった優れた効果を奏することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第14図は本発明の〜実施例を示すもので
、第1図はそれぞれ掘削工具の全体を示す断面図、第2
図は掘削工具の全体を示す半断面図、第3図はデバイス
を拡大した状態を示す断面図、第4図はデバイスの底面
を示す平面図、第5図はデバイスとブロックの斜視図、
第6図はブロックノ正面図、第7図はブロック軸と係止
ピンの係合状態を示す断面図、第8図はブロックを拡径
した状態を示す平面図、第9図はブロックを縮径した状
態を示す平面図、第10図はブロックの断面図、第11
図及び第12図はそれぞれ凹部の他の形状を説明するた
めに示した断面図、第13図及び第14図はデバイスと
掘削バイブの当接面の作用を説明するために示した側面
図、第15図ないし第17図は従来の掘削工具の一例を
示し、第15図は掘削工具の断面図、第16図及び第1
7図はそれぞれブロックの底面を示す平面図である。 G・・・・・・軸心、C・・・・・・デバイスの中心、
10・・・・・・デバイス、11・・・・・・挿入孔、
13・・・・・・フランジ部、14・・・・・・排出溝
、15a・・・・・・排気孔、15b・・・・・・連通
孔、15c・・・・・・空気孔、15d・・・・・・切
欠部、16a・・・・・・周溝、16b・・・・・・連
通孔、16c・・・・・・ブロー孔、17・・・・・・
係止ピン、18・・・・・・ビン孔、20・・・・・・
ブロック軸、20a・・・・・・切欠部、21・・・・
・・ビット、22・・・・・・ブロック、22a・・・
・・・直状端面、22c、22d、22 e −=−・
傾斜面、22f・・・・・・凹陥部、25・・・・・・
凹部、30・・・・・・掘削バイブ、31・・・・・・
抜け止めバイブ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ハンマシリンダの先端に装着されかつハンマシリンダの
    回転力およびハンマの衝撃力を受けるデバイスと、当該
    デバイスを自身の先端に抜け止めした状態で挿入する掘
    削パイプとを具備し、かつ前記デバイスの底面に、該デ
    バイスの中心に対して点対称にそれぞれブロック軸を軸
    回りに回動自在に嵌入し、それぞれのブロック軸の先端
    部に、前記デバイスの径とほぼ同径の略半円形状をなし
    かつ先端面にビットが植設されたブロックをそれぞれの
    直状端面を対向させて設け、さらに前記ブロック軸の位
    置を、前記デバイスが掘削方向に回転した際に、前記両
    ブロックのそれぞれ一方の端部が共にデバイスの外周面
    より所定の掘削量分だけ突出し、かつそのブロックの拡
    径時の際に両ブロックの直状端面が互いに当接するよう
    デバイスの中心から偏心させてなる掘削工具において、
    前記デバイスの外周面に、デバイスと掘削パイプとの当
    接部に向けてデバイスより排気された空気を送る周溝を
    形成したことを特徴とする掘削工具。
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