KR101500445B1 - 클러치 디스크 어셈블리 - Google Patents

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KR101500445B1
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이승현
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주식회사평화발레오
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Abstract

본 발명은 클러치 디스크 어셈블리에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예는 플라이휠과 마찰 접촉하여 토크를 전달받는 클러치 접촉부; 상기 클러치 접촉부와 복수 개의 스톱핀에 의해 상호 결합되는 디스크 플레이트와 서브 플레이트; 상기 복수 개의 스톱핀이 관통 결합되며, 상기 디스크 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에서 상대 회전 운동을 하는 허브 플레이트; 및 상기 서브 플레이트와 상기 허브 플레이트 사이에 개재되며, 상기 복수 개의 스톱핀이 각각 관통 결합되는 복수 개의 히스테리시스 기구를 포함하는 클러치 디스크 어셈블리를 제공한다.

Description

클러치 디스크 어셈블리{Clutch disk assembly}
본 발명은 클러치 디스크 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서브 플레이트와 허브 플레이트 사이에 복수 개의 히스테리시스 기구가 개재되어, 초기 히스테리시스 확보에 유리하고 차량 주행시 래틀 노이즈의 감소 효과가 있는 클러치 디스크 어셈블리에 관한 것이다.
최근, 차량에 대한 안락감, 정숙성에 대한 소비자들의 요구가 증대되고, 진동 소음에 대한 인식이 높아짐에 따라, 자동차 업계에서는 고객 만족 측면에서 진동 소음 저감에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 차량의 동력 성능 향상 및 연비 향상을 위한 경량화 추진, 엔진 고출력화 등의 연구 개발은 차량의 진동 소음 저감 측면에 매우 불리하며, 이에 대한 대책이 강구되고 있다.
특히, 차량 구동계(T/M)의 진동 소음은 엔진에서 발생하는 불규칙한 토크 변동량이 구동계로 전달되어 차량 전체를 진동시킴으로써 악영향을 주게 되는데, 이를 방지하기 위해 차량의 동력 전달을 단속하기 위한 클러치가 적용되고, 이러한 차량 클러치에는 플라이휠로부터의 토크를 전달하는 동안 비틀림 진동을 감쇠시키는 클러치 디스크 어셈블리가 사용된다.
통상적으로 클러치 디스크 어셈블리는 플라이휠과의 마찰 접촉에 의해 동력을 입력받는 클러치 접촉부와, 상호 고정되어 일체로 회전하는 디스크 플레이트 및 서브 플레이트, 허브 플레이트, 그리고 디스크 플레이트와 서브 플레이트 및 허브 플레이트 간의 동력 전달을 매개하는 토션 스프링과, 디스크 플레이트와 서브 플레이트 및 허브 플레이트 사이에서 상대 마찰에 의해 토크 진동을 감쇠하는 마찰 저항 발생부를 포함하여 이루어진다.
히스테리시스 토크 발생부로도 지칭되는 마찰 저항 발생부는, 디스크 플레이트 및 서브 플레이트(또는 허브 플레이트)가 회전 운동을 하여 토션 스프링을 가압할 때, 마찰에 의해 히스테리시스 토크를 발생시키고, 이에 의하여 비틀림 진동이 감쇠된다.
도 1은 종래의 클러치 디스크 어셈블리가 도시된 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
종래의 클러치 디스크 어셈블리는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 클러치 접촉부(2), 디스크 플레이트(4), 서브 플레이트(6), 허브 플레이트(8), 허브(9), 코일 형태의 토션 스프링(10)을 포함하여 이루어지고, 클러치 접촉부(2)는 페이싱(2a) 사이에 고정되는 쿠션 플레이트(2b)로 구성되어 엔진으로부터 동력을 변속기로 단속 및 전달되도록 한다.
여기서, 허브(9)는 중앙에 동력이 전달되는 메인 구동축이 연결되도록 홀이 형성되고, 허브 플레이트(8)는 허브(9) 외주면에 일체로 형성되되, 허브 플레이트(8)에는 소정의 간격을 두고 외주측에 오목홈(8h)이 형성되고, 오목홈(8h)과 대응되는 위치의 디스크 플레이트(4)와 서브 플레이트(6)에는 스톱핀(12)이 결합되어 디스크 플레이트(4)와 서브 플레이트(6)가 상호 결합되도록 설치된다.
이때, 디스크 플레이트(4) 및 서브 플레이트(6)와 허브 플레이트(8) 사이에 서로 교차되도록 형성된 복수 개의 홀에 원주 방향으로 각각 토션 스프링(10)이 장착되되, 디스크 플레이트(4) 및 서브 플레이트(6)에 토션 스프링(10)의 일단이 지지되는 동시에 허브 플레이트(8)에 토션 스프링(10)의 타단이 지지되도록 설치된다. 한편, 디스크 플레이트(4)는 쿠션 플레이트(2b)에 리벳(14)으로 고정된다.
이와 같이 구성된 클러치 디스크 어셈블리의 동력 전달 경로를 살펴보면, 페이싱(2a)에 전달된 토크는 쿠션 플레이트(2b), 디스크 플레이트(4) 및 서브 플레이트(6)를 거쳐 토션 스프링(10)으로 전달되어 완충된 다음, 다시 허브 플레이트(8) 및 허브(9)로 전달되어 중심에 고정된 구동축으로 전달된다.
한편, 히스테리시스(hysteresis)는 탄성 이력 현상을 말한다.
도 3은 엔진 각가속도시 히스테리시스의 저, 중 및 고의 변동에 따른 구동계(T/M)의 회전 진동량을 나타낸 그래프이다.
즉, 히스테리시스는 도 3에 도시된 바와 같이, 저속 운전시(1500~2000rpm)에는 히스테리시스가 클수록 엔진 각가속도 변동에 의한 구동계(T/M)의 진동이 유리하고, 고속 운전시(3000~5000rpm)에는 히스테리시스가 작을 수록 엔진 각가속도 변동에 의한 구동계(T/M)의 진동이 유리하다.
따라서, 차량의 주행 초기 저속 운전시에 히스테리시스를 증대시킴으로써 엔진 및 변속기의 이상적인 각가속도를 얻을 필요가 있으며, 이 경우 엔진 운전에 따른 래틀 노이즈(rattle noise)도 크게 감소되는 효과를 얻을 수 있다.
KR 10-1089999 B1 (2011.11.29 등록) KR 10-1282599 B1 (2013.07.01 등록)
본 발명의 일 실시예는, 초기 히스테리시스 확보가 유리하고, 차량 주행시 래틀 노이즈의 감소 효과가 있는 클러치 디스크 어셈블리의 제공을 목적을 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 의하면 엔진에서 발생하는 토크를 변속기로 전달하는 클러치 디스크 어셈블리에 있어서, 플라이휠과 마찰 접촉하여 토크를 전달받는 클러치 접촉부; 상기 클러치 접촉부와 복수 개의 스톱핀에 의해 상호 결합되는 디스크 플레이트와 서브 플레이트; 상기 복수 개의 스톱핀이 관통 결합되며, 상기 디스크 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에서 상대 회전 운동을 하는 허브 플레이트; 및 상기 서브 플레이트와 상기 허브 플레이트 사이에 개재되며, 상기 복수 개의 스톱핀이 각각 관통 결합되는 복수 개의 히스테리시스 기구를 포함하는 클러치 디스크 어셈블리가 제공된다.
여기서, 상기 히스테리시스 기구는, 상기 스톱핀이 관통 삽입되는 제1 관통홀이 형성되고 상기 서브 플레이트의 일측에 탄성 지지되는 스프링 플레이트와, 상기 제1 관통홀과 연통되는 제2 관통홀이 형성되고 상기 스프링 플레이트와 상기 허브 플레이트 사이에 개재되는 지지부재를 포함한다.
이때, 상기 스프링 플레이트는, 상기 제1 관통홀이 형성되는 가압부와, 상기 가압부의 양단에서 경사지게 절곡 형성되는 한 쌍의 연결부와, 상기 연결부의 끝단에서 연장 형성되는 한 쌍의 지지부를 포함한다.
또한, 상기 스프링 플레이트의 일측은 소정 곡률의 원호 형태이고, 상기 스프링 플레이트의 타측은 상기 가압부가 볼록하게 돌출 형성되고 상기 연결부에 의해 상기 가압부와 상기 지지부가 오목하게 연결되는 형태인 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지부재는, 상기 제2 관통홀이 형성되는 결합부와, 상기 결합부의 양단에서 연장 형성되는 한 쌍의 연장부와, 상기 연장부의 끝단에서 연장 형성되는 한 쌍의 플랜지부를 포함한다.
이때, 상기 지지부재의 일측은 소정 곡률의 원호 형태이고, 상기 지지부재의 타측은 상기 결합부가 볼록하게 돌출 형성되고 상기 연장부에 의해 상기 결합부와 상기 플랜지부가 오목하게 연결되는 형태인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 지지부재의 일측에 상기 서브 플레이트와 상기 스프링 플레이트 및 상기 허브 플레이트의 테두리 외측을 감싸는 단턱부가 단차 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 디스크 어셈블리에 의하면, 복수 개의 스톱핀에 의해 서브 플레이트와 허브 플레이트 사이에 복수 개의 히스테리시스 기구가 개재되며, 이에 따라 초기 히스테리시스 확보가 유리하고, 차량 주행시 래틀 노이즈가 감소되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 클러치 디스크 어셈블리가 도시된 평면도.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도.
도 3은 엔진 각가속도시 히스테리시스의 저, 중 및 고의 변동에 따른 구동계(T/M)의 회전 진동량을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 디스크 어셈블리의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 디스크 어셈블리의 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 플레이트의 정면도(a) 및 평면도(b).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재의 정면도(a) 및 평면도(b).
이하, 본 발명의 실시예에 따른 클러치 디스크 어셈블리를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
실시예
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 디스크 어셈블리의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 디스크 어셈블리의 단면도이다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 디스크 어셈블리(100)는 클러치 접촉부(200), 디스크 플레이트(300), 서브 플레이트(400), 스플라인 허브(500), 허브 플레이트(600), 급속한 토크 전달시 댐핑 성능을 향상시킬 수 있는 토션 스프링(700)으로 이루어질 수 있으며, 서브 플레이트(400)와 허브 플레이트(600) 사이에 원주 방향을 따라 복수 개의 히스테리시스 기구(800)가 스톱핀(900)에 의해 결합된다.
여기서, 클러치 접촉부(200)는 쿠션 플레이트(210) 및 페이싱(220)을 포함한다. 페이싱(220)은 리벳(230)에 의해 쿠션 플레이트(210)에 고정 결합되어 플라이휠(미도시)과 마찰 접촉에 의해 토크를 전달받는다.
쿠션 플레이트(210)는 스톱핀(900) 등의 체결구에 의해 디스크 플레이트(300) 및 서브 플레이트(400)와 고정 결합한다. 허브 플레이트(600)는 중앙에 관통 구멍이 형성된 원판 형상을 갖는다. 허브 플레이트(600) 중앙의 관통 구멍에는 스플라인 허브(500)가 설치된다. 또한, 허브 플레이트(600)에는 원주방향을 따라 복수 개의 슬릿이 형성되며, 각각의 슬릿에는 토션 스프링(700)이 설치된다.
토션 스프링(700)은 클러치 디스크 어셈블리(100)가 플라이휠에 접촉하는 순간 클러치 디스크 어셈블리(100)에 충격적으로 전달되는 토크를 완충하는 기능을 수행한다. 도 4와 도 5의 실시예는 토션 스프링(700)으로 단순한 코일 스프링을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되지 않음은 물론이다. 토션 스프링(700)으로는 단일 코일 스프링이 사용되는 것 이외에도, 직경이 다른 두 개의 코일 스프링을 겹쳐서 사용할 수도 있다. 두개의 코일 스프링을 겹쳐서 사용하는 경우 클러치 디스크 어셈블리(100)를 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
디스크 플레이트(300) 및 서브 플레이트(400)는 허브 플레이트(600)를 사이에 두고 서로 반대쪽에 허브 플레이트(600)와 평행하게 설치된다. 또한, 허브 플레이트(600)의 슬릿과 대응되는 위치에 원주 방향으로 복수 개의 슬릿이 형성되어 토션 스프링(700)이 장착된다. 디스크 플레이트(300) 및 서브 플레이트(400)는 전체적으로 원판 형상을 가지며, 중앙에는 스플라인 허브(500)가 관통 설치될 수 있도록 구멍이 형성되어 있다. 허브 플레이트(600)는 디스크 플레이트(300)와 서브 플레이트(400) 사이에 위치하여, 디스크 플레이트(300)와 서브 플레이트(400)에 서로 결합하지 않도록 설치된다. 또한, 디스크 플레이트(300) 및 서브 플레이트(400)는 쿠션 플레이트(210)와 스톱핀(900)을 통해 결합한다.
스플라인 허브(500)는 허브 플레이트(600)의 중앙에 형성된 구멍에 결합되고, 스플라인 허브(500)의 중앙에는 변속기(미도시)의 메인 구동축(미도시)이 스플라인 결합되며, 스플라인 허브(500)에 전달된 토크는 메인 구동축을 통해 변속기로 전달된다. 이때, 스플라인 허브(500)로부터 허브 플레이트(600)로 전달되는 진동을 완충시키기 위한 허브 토션 스프링(미도시)이 더 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 서브 플레이트(400)와 허브 플레이트(600) 사이에 복수 개의 히스테리시스 기구(800)가 개재되며, 이들 히스테리시스 기구(800)는 각각 스톱핀(900)에 의해 서브 플레이트(400)와 허브 플레이트(600) 사이에 결합된다. 히스테리시스 기구(800)는 서브 플레이트(400)와 허브 플레이트(600)의 테두리를 따라 원주 방향으로 서로 이격하여 복수 개가 구비된다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 히스테리시스 기구(800)는 일면이 서브 플레이트(400)에 탄성 지지되는 스프링 플레이트(810)와, 스프링 플레이트(810)와 허브 플레이트(600) 사이에 개재되는 지지부재(820)를 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 플레이트의 정면도(a) 및 평면도(b)이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재의 정면도(a) 및 평면도(b)이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 플레이트(810)는, 제1 관통홀(811a)이 형성되는 가압부(811)와, 가압부(811)의 양단에서 경사지게 절곡 형성되는 한 쌍의 연결부(812)와, 연결부(812)의 끝단에서 연장 형성되는 한 쌍의 지지부(813)를 포함하여 이루어진다. 스프링 플레이트(810)는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
이때, 가압부(811)와 연결부(812) 및 지지부(813)의 일측은 동일 곡률의 원호 형태를 이루며, 바람직하게는 서브 플레이트(400) 또는 허브 플레이트(600)의 외주면과 대응되는 곡률을 갖는다. 가압부(811)의 타측은 볼록한 원호 형태로 돌출 형성되며, 가압부(811)와 지지부(813)를 연결하는 연결부(812)는 오목한 원호 형태로 형성된다. 가압부(811)의 폭은 지지부(813)의 폭에 비해 크게 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재(820)는 전체적으로 스프링 플레이트(810)와 유사한 형태를 이루며, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재(820)는, 제2 관통홀(821a)이 형성되는 결합부(821)와, 결합부(821)의 양단에서 연장 형성되는 한 쌍의 연장부(822)와, 연장부(822)의 끝단에서 연장 형성되는 한 쌍의 플랜지부(823)를 포함한다.
이때, 결합부(821)와 연장부(822) 및 플랜지부(823)의 일측은 동일 곡률의 원호 형태를 이루며, 바람직하게는 스프링 플레이트(810)나 허브 플레이트(600) 또는 스프링 플레이트(810)의 외주면과 대응되는 곡률을 갖는다. 또한, 지지부재(820)는 스프링 플레이트(810) 보다 더 길게 형성되는 것이 바람직하다. 결합부(821)의 타측은 볼록한 원호 형태로 돌출 형성되며, 결합부(821)와 플랜지부(823)를 연결하는 연장부(822)의 타측은 오목한 원호 형태로 형성된다.
결합부(821)와 연장부(822)의 일측과 타측은 전술한 스프링 플레이트(810)의 가압부(811)와 연결부(812)에 각각 대응되는 곡률의 원호 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 지지부재(820)의 일측 테두리를 따라 단턱부(824)가 단차 형성되는데, 이 단턱부(824)는 지지부재(820)의 일면과 타면에 대하여 수직 방향으로 돌출 형성되어, 서브 플레이트(400)와 스프링 플레이트(810) 및 허브 플레이트(600)의 테두리 외측을 감싸게 된다.
도 5에 도시된 확대도를 참고하면, 스프링 플레이트(810)는 서브 플레이트(400)의 일면에 탄성 지지되고, 지지부재(820)는 서브 플레이트(400)와 허브 플레이트(600) 사이에 개재된다. 이때, 스톱핀(900)이 제1 관통홀(811a)과 제2 관통홀(821a)을 관통한다.
일 예로서, 스프링 플레이트(810)는 가압부(811)가 서브 플레이트(400)의 일면에 밀착 지지된 상태에서 가압부(811)로부터 절곡 형성된 지지부(813)가 탄성복원력에 의해 지지부재(820)를 허브 플레이트(600) 방향으로 가압하게끔 설치될 수 있다. 반대로, 스프링 플레이트(810)의 지지부(813)가 서브 플레이트(400)의 일면에 밀착 지지된 상태에서 가압부(811)가 지지부재(820)를 허브 플레이트(600) 방향으로 가압하게끔 설치되는 것도 가능하다.
이때, 지지부재(820)의 단턱부(824) 일측은 스프링 플레이트(810) 및/또는 서브 플레이트(400)의 테두리 외측을 감싸고, 타측은 허브 플레이트(600)의 테두리 외측을 감싼다.
상술한 바와 같이, 디스크 플레이트(300)와 서브 플레이트(400), 허브 플레이트(600), 그리고 스프링 플레이트(810)와 지지부재(820)는 스톱핀(900)에 의해 상호 결합된다.
이때, 스프링 플레이트(810)에 의해 지지부재(820)가 허브 플레이트(600) 방향으로 가압됨에 따라 허브 플레이트(600)에 가해지는 마찰력이 증가하며, 이는 초기 히스테리시스 확보에 유리한 효과를 가져온다. 아울러, 히스테리시스 증대에 따른 차량 주행시 래틀 노이즈의 감소 효과를 볼 수 있다.
100 : 클러치 디스크 어셈블리
200 : 클러치 접촉부
300 : 디스크 플레이트
400 : 서브 플레이트
500 : 스플라인 허브
600 : 허브 플레이트
700 : 토션 스프링
800 : 히스테리시스 기구
810 : 스프링 플레이트
820 : 지지부재
900 : 스톱핀

Claims (7)

  1. 엔진에서 발생하는 토크를 변속기로 전달하는 클러치 디스크 어셈블리에 있어서,
    플라이휠과 마찰 접촉하여 토크를 전달받는 클러치 접촉부;
    상기 클러치 접촉부와 복수 개의 스톱핀에 의해 상호 결합되는 디스크 플레이트와 서브 플레이트;
    상기 복수 개의 스톱핀이 관통 결합되며, 상기 디스크 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에서 상대 회전 운동을 하는 허브 플레이트; 및
    상기 서브 플레이트와 상기 허브 플레이트 사이에 개재되며, 상기 복수 개의 스톱핀이 각각 관통 결합되는 복수 개의 히스테리시스 기구를 포함하는 클러치 디스크 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 히스테리시스 기구는,
    상기 스톱핀이 관통 삽입되는 제1 관통홀이 형성되고 상기 서브 플레이트의 일측에 탄성 지지되는 스프링 플레이트와, 상기 제1 관통홀과 연통되는 제2 관통홀이 형성되고 상기 스프링 플레이트와 상기 허브 플레이트 사이에 개재되는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 스프링 플레이트는,
    상기 제1 관통홀이 형성되는 가압부와, 상기 가압부의 양단에서 경사지게 절곡 형성되는 한 쌍의 연결부와, 상기 연결부의 끝단에서 연장 형성되는 한 쌍의 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 어셈블리.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 스프링 플레이트의 일측은 소정 곡률의 원호 형태이고, 상기 스프링 플레이트의 타측은 상기 가압부가 볼록하게 돌출 형성되고 상기 연결부에 의해 상기 가압부와 상기 지지부가 오목하게 연결되는 형태인 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 어셈블리.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 지지부재는,
    상기 제2 관통홀이 형성되는 결합부와, 상기 결합부의 양단에서 연장 형성되는 한 쌍의 연장부와, 상기 연장부의 끝단에서 연장 형성되는 한 쌍의 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 지지부재의 일측은 소정 곡률의 원호 형태이고, 상기 지지부재의 타측은 상기 결합부가 볼록하게 돌출 형성되고 상기 연장부에 의해 상기 결합부와 상기 플랜지부가 오목하게 연결되는 형태인 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 어셈블리.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 지지부재의 일측에 상기 서브 플레이트와 상기 스프링 플레이트 및 상기 허브 플레이트의 테두리 외측을 감싸는 단턱부가 단차 형성되는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 어셈블리.



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JPH0925944A (ja) * 1995-07-11 1997-01-28 Exedy Corp ダンパーディスク組立体
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