KR0178774B1 - Hydrodynamic brake apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동력기관의 회전축 주위에 설치하여 상기 회전축을 신속, 정확히 제동하거나 가마속하게 된 유압식 브레이크장치에 관한 것으로서, 유압유가 채워지는 케이싱(1) 및 동 케이싱에 미끄럼 자재로 장착되어 왕복직선운동을 하는 피스톤기구(P)와, 상기 케이싱 외부에 회동자재로 장착된 조절레버(4)와 연동하여 유압유의 유동량을 제어하는 유압조절용 볼밸브(22)와, 상기 조절레버(4)를 구동하는 운동기구(70)와, 상기 피스톤기구(P)에 결합되어 동력기관의 회전동력축(40)을 제공하는 제동기구(B)로 구성된다.The present invention relates to a hydraulic brake apparatus which is provided around a rotating shaft of a power engine and quickly or accurately brakes or rotates the rotating shaft. The hydraulic brake apparatus includes a casing (1) filled with hydraulic oil and a sliding member A hydraulic pressure control ball valve 22 for controlling the flow rate of the hydraulic oil in cooperation with the adjustment lever 4 mounted on the outside of the casing as a turning member, And a braking mechanism (B) coupled to the piston mechanism (P) to provide a rotational power shaft (40) of the power engine.
따라서, 본 발명의 유압식 브레이크 장치는 계속적으로 장시간 사용하여도 장치의 파손 및 제동이 되지 않는 경우가 전혀 발생되지 않으며, 별도의 브레이크 배력장치를 구비하지 않아도 단한번의 동작만으로 정확히 제동이 되며, 장치구성이 간단하여 제작비가 저렴하고, 마찰식과는 전혀 다른 개념으로 구성됨으로써 브레이크 패드를 사용치 않게 되어 이의 교체가 전혀 필요없게 된 특징이 있다.Therefore, even when the hydraulic braking device of the present invention is continuously used for a long time, there is no case in which the device is not damaged and braked, and even if there is no separate brake booster, The construction is simple, the manufacturing cost is low, and the brake pedal is not used because the brake pedal is constructed in a completely different concept from that of the friction type, so that there is no need to replace the brake pad at all.
Description
제1도는 본 발명에 따른 유압식 브레이크 장치의 일부 절결사시도.Figure 1 is a partial cross-sectional view of a hydraulic brake device according to the present invention.
제2도는 제1도의 A-A선을 따라 단면한 정면도로서, 베어링 캡을 분리한 상태의 정면도.FIG. 2 is a front view of a section taken along line A-A of FIG. 1, with the bearing cap removed.
제3도는 본 발명에 따른 유압식 브레이크 장치의 실시상태도중 보호박스의 상부를 절결한 평면도.FIG. 3 is a plan view of the upper part of the protective box of the hydraulic brake apparatus according to the present invention.
제4도는 종래 마찰식 브레이크 장치의 개력적인 구성도FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional friction-type braking device
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
1 : 케이싱 2: 피스톤축1: Casing 2: Piston shaft
4 : 조절레버 12 : 볼트형 마개4: Control lever 12: Bolt type cap
13 : 씰링부재 20 : 피스톤13: sealing member 20: piston
21 : 압력링 22 : 볼밸브21: pressure ring 22: ball valve
30 : 유압유실 31 : 공기실30: hydraulic oil chamber 31: air chamber
32 : 링크판 33, 34 : 베어링32: link plate 33, 34: bearing
40 : 동력측 41 : 원판캠40: Power side 41: Disc cam
42 : 가이드부재 43 : 슬라이드부42: guide member 43:
50 : 실린더 60 : 베어링캡50: cylinder 60: bearing cap
70 : 운동기구 80 : 보호박스70: exercise device 80: protective box
본 발명은 동력기관의 회전축 주위에 설치하여, 상기 회전축을 신속-정확히 제동하거나 감속하게 된 유압식 브레이크 장치에 과한 것이다.The present invention is applied to a hydraulic braking device which is installed around a rotating shaft of a power engine and which quickly or precisely brakes or decelerates the rotating shaft.
일반적으로, 자동차나 선박 또는 산업용 설비등과 같이 동력기관이 설치되는 기계 시스템에는, 열효율 및 안전상의 이유로 기관브레이크장치를 취부하여 상기 동력기관을 급정지시키거나 속도를 감속하게 되어 있는데, 보편적인 브레이크 장치로는 기계적 운동에너지를 마찰에 의해 열에너지로 바꾸어 방산(放散)시키는 마찰식 브레이크 장치가 주로 사용되고 있다.2. Description of the Related Art In general, a mechanical system in which a power engine is installed, such as an automobile, a ship, or an industrial facility, is equipped with an engine brake device for thermal efficiency and safety reasons to stop or slow down the power engine. A friction type brake device which converts mechanical kinetic energy into thermal energy by friction to dissipate it is mainly used.
상기 마찰식 브레이크 장치는, 대개 디스크(Disk)식과 드럼(Drum)식의 두가지 형태로 구분되는데, 이들의 장치는, 동력기관의 회전동력축에 연결되어 회전하는 디스크나 드럼에 대하여, 비 구동축에 장착된 패드(pad)등의 마찰재가 마찰을 가함으로써 제동의 구실을 하도록 제작된 것이다.The frictional braking device is generally divided into two types, i.e., a disk type and a drum type. These devices are connected to a disk or a drum that is connected to a rotating power shaft of a power engine and rotates, The friction material such as a pad that is attached is designed to provide a braking effect by friction.
예를들어, 첨부도면 제4도는 상기 마찰식 브레이크장치중 드럼형 브레이크장치의 개략적인 구성을 나타낸 보인 구성도로써, 상기 드럼형 브레이크 장치는, 브레이크 폐달(101)을 밟아 마스터 실린더(102)내의 유압을 올리고, 휠 실린더(103)에 상기 유압을 가하여 브레이크슈(104)를 브레이크 드럼(105)내면에 밀어서, 마찰계수를 이용하여 마찰력을 발생시키며, 상기 마찰력으로 회전축을 제동하게 된 구성임을 알 수 있다.4 is a schematic view showing a schematic configuration of a drum type brake device in the friction type brake device, wherein the drum type brake device is a type in which the brake pedal 101 is stepped on, The hydraulic pressure is applied to the wheel cylinder 103 and the brake shoe 104 is pushed to the inner surface of the brake drum 105 to generate a frictional force using the frictional coefficient and the rotary shaft is braked by the frictional force .
그러나, 상기 마찰식 브레이크 장치는 사용시에 여러가지 불편과 본질적인 위험을 배제할 수 없었다.However, the frictional brake device can not eliminate various inconveniences and intrinsic risks at the time of use.
구체적인 실 예로써, 상기 마찰식 브레이크 장치를 설치한 자동차가 험한 산악지대(山岳地帶)의 비탈진 경사면을 내려오면서 상기 브레이크 장치를 장시간 사용할 경우, 상기 브레이크 드럼(105)과 브레이크 패드(106)의 연속적인 마찰로 인하여 약 800℃에 달하는 마찰열이 상기 브레이크 장치에 발생되고, 이 마찰열은 브레이크 드럼(105) 및 기타 기계적 요소에 전달-축적되면서 장치 구성요소의 파손, 열화(劣化)를 유발하며, 따라서 브레이크 작동효과를 얻지 못하는 본질적인 위험을 전혀 피할 수가 없었다.As a concrete example, when the automobile equipped with the friction brake device is used for a long period of time while descending a sloping slope of a mountainous mountainous region, the brake drum 105 and the brake pads 106 Frictional heat of up to about 800 DEG C is generated in the braking device and this frictional heat is transferred to and accumulated in the brake drum 105 and other mechanical elements to cause breakage or deterioration of the device components, The intrinsic risk of not obtaining the brake operation effect was never avoided.
또한, 운전자는 마모되는 브레이크 패드(106)나 브레이크 드럼(105) 때문에 항상 불안감을 갖을 수 밖에 없었으며, 아울러 마모된 브레이크 패드(106)를 정기적으로 교체하여야 하는 불편이 있었다. 게다가, 최근에는 동력기관이 대형화됨에 따라 인력만으로는 동력축을 제동할 수 없게 되었고, 이에 대하나 보완수단으로 브레이크 배력장치를 사용함으로써 많은 시설비용이 요구되었으며 기관동력이 낭비되는 문제점이 있었다.In addition, the driver always has to feel anxiety due to the brake pads 106 and the brake drum 105 that are worn, and there is a problem that the wearer must periodically replace the worn brake pads 106. In addition, recently, as the power engine has become larger, the power shaft can not be braked only by the manpower. In contrast to this, the brake booster system is used as a supplementary means, which requires a lot of facility cost and wastes engine power.
또한, 보통 브레이크 패드는 발암물질인 석면을 주원료로 사용하였기 때문에 인체에 유해한 영향을 미쳤으며, 특히 브레이크 드럼(105)과 브레이크 패드(106)의 마찰에 기인한 소음(騷音)공해도 무시할 수가 없었다.In addition, since the brake pad generally uses asbestos, which is a carcinogenic substance, as a main ingredient, it has a detrimental effect on the human body. In particular, noise pollution caused by friction between the brake drum 105 and the brake pad 106 can be ignored There was no.
본 출원인은 이러한 마찰식 브레이크장치에서 발생되는 모든 문제점을 해소하기 위하여, 본 출원인의 선출원 특허 제96-34681호에서 개시된, 볼트형마개로 개폐되는 유압유 주입구가 형성된 케이싱과, 동 케이싱의 하부공간에 미끄럼 자재로 장착되면서 피스톤축의 양단부가 외부로 돌출되는 피스톤기구와, 상기 케이싱 내의 유압유 통로에 설치되어 이동유량을 제어하는 유압조절밸브와, 상기 케이싱의 외측면에 회동자재로 장착되어 상기 유압조절밸브를 제어하는 조절레버와, 상기 피스톤기구의 축선단부에 힌지 결합되어 회전축을 제동하는 제동기구로 구성된 유압식 브레이크 장치를 안출한 바 있으나, 상기 유압식 브레이크 장치의 제동기구는 기어의 동력전달원리에 의해 구성된 것이어서, 고속회전시, 소음 및 마모가 발생되었고, 한정된 크기로 상기 브레이크장치를 제작하여 차량에 취부시 원하는 정도의 제동효과를 얻지 못하였을 뿐 아니라 기어등의 구성요소에 무리한 힘이 가해져 내구수명이 짧아지는 문제점이 있었다.In order to solve all the problems caused in the friction type brake device, the applicant of the present invention has proposed a hydraulic pressure generating apparatus which comprises a casing formed with a hydraulic oil inlet opening and closing by a bolt-type cap as disclosed in the applicant's prior patent No. 96-34681, A hydraulic control valve installed on a hydraulic oil passage in the casing for controlling a flow rate of movement, and an oil pressure control valve mounted on an outer surface of the casing so as to be rotatable, And a braking mechanism that is hinged to the shaft end of the piston mechanism to brak the rotary shaft. However, the hydraulic braking device of the hydraulic braking device is configured by the power transmission principle of the gear Noise and abrasion occurred during high-speed rotation, and a limited size There has been a problem in that a braking effect of a desired degree is not obtained when the braking device is mounted on a vehicle and an unreasonable force is applied to components such as gears and the service life is shortened.
본 발명은 이러한 본 출원인의 선출원 특허 제96-34681호에 개시된 유압식 브레이크 장치의 단점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 좀더 효율적인 장치를 제공함에 발명의 목적이 있으며, 이 목적의 달성을 위해 제동기구의 구성을 기어식이 아닌 링크결합식으로 대체하여 소음 및 마모의 문제점을 완전 해소하였고, 또한 장치 내구수명을 연장하였다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the drawbacks of the hydraulic braking device disclosed in the above-referenced Japanese Patent No. 96-34681, and it is an object of the present invention to provide a more efficient device. By replacing the structure with a linkage type instead of a gear type, the problem of noise and abrasion was completely solved and the service life of the device was extended.
이하, 첨부도면에 의거 본 발명에 따른 유압식 브레이크 장치의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the construction of the hydraulic brake device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면중 제1도는 본 발명에 따른 유압식 브레이크 장치의 일부절결 사시도이고, 제2도는 제1도의 A-A선을 따라 단면한 정면도로서 베어링 캡을 분리한 상태의 정면도이며, 제3도는 본 발명에 따른 유압식 브레이크 장치의 실시 상태도중 보호박스의 상부를 절결한 평면도이다.1 is a partially cut-away perspective view of a hydraulic braking device according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the bearing cap separated from an AA line of FIG. 1, and FIG. Fig. 3 is a plan view showing the upper part of the protective box during operation of the hydraulic braking device. Fig.
도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유압식 브레이크장치는, 유압유가 채워지는 케이싱(1) 및 동 케이싱에 미끄럼 자재로 장착되어 왕복 직선운동을 하는 피스톤기구(P)와, 상기 케이싱(1)의 외측면에 회동자재로 장착된 조절레버(4)와 연동하여 유압유의 유동량을 제어하는 유압조절용 볼밸브(22)와, 상기 조절레버(4)를 구동하는 운동기구(70)와, 상기 피스톤 기구(P)에 결합되어 회전동력축(40)을 제동하는 제동기구(B)로 구성되며, 상기 제동기구(B)는 동력기관의 형태에 따라 적정한 요소(본 출원인의 선출원 특허 제96-34681호에 개시된 기어형태 또는 본 발명의 제1도에 도시된 링크 결합등)들로 재구성될 수도 있다.As shown in the drawings, a hydraulic brake apparatus of the present invention includes a casing 1 filled with hydraulic fluid, a piston mechanism P slidably mounted on the casing to perform reciprocating linear motion, A hydraulic control ball valve 22 for controlling the flow rate of the hydraulic oil in cooperation with the control lever 4 mounted on the side surface of the control lever 4, a motion mechanism 70 for driving the control lever 4, And a braking mechanism B for braking the rotary power shaft 40. The braking mechanism B is configured by a suitable element according to the type of the power engine (refer to Japanese Patent Application No. 96-34681 The disclosed gear configuration, or the linkage shown in Figure 1 of the present invention).
또한, 본 발명의 케이싱(1)에서는 볼트형 마개(12)로 개폐되는 유압유 주입구가 형성되어 있으며, 상기 케이싱(1)의 내부공간은 유압부가 채워지는 유압유실(30) 및 상기 유압유실 상부에 형성되는 공기실(31)로 나뉘어진다.In the casing 1 of the present invention, a hydraulic oil inlet opening and closing by a bolt-type cap 12 is formed. The inner space of the casing 1 includes a hydraulic oil chamber 30 filled with a hydraulic pressure portion, And the air chamber 31 is formed.
또한, 상기 게이싱(1)의 내부공간에는, 축중앙에 피스톤(20)이 형성된 피스톤축(2)이 실린더(50) 내부에 슬라이딩 자재(Sliding 自在)로 장착되는데, 상기 피스톤축(2)이 왕복운동하는 케이싱의 전, 후면에는 유압유의 누출을 방지하는 씰링부재(13)가 각각 장착되며, 상기 피스톤(20)의 외주면에는 유압유의 타방향 흐름을 방지하는 압력링(21)이 장착된다.A piston shaft 2 having a piston 20 formed at the center of the shaft is mounted in the interior space of the gassing unit 1 as a sliding member inside the cylinder 50. The piston shaft 2, A sealing ring 13 for preventing hydraulic oil from leaking is mounted on the front and rear surfaces of the reciprocating casing, and a pressure ring 21 for preventing the hydraulic oil from flowing in the other direction is mounted on the outer circumferential surface of the piston 20 .
아울러, 제3도에서 보는 바와 같이, 상기 케이싱(1) 내부에 형성된 실린더(50)는 케이싱과 일체로 주물제작할 수도 있으나, 상기 케이싱을 가열 팽창시킨 상태에서 별도로 제작한 실린더를 상기 케이싱 내부에 끼운 다음 냉각시켜 그때의 수축력으로 상기 실린더를 고정설치할 수도 있다.As shown in FIG. 3, the cylinder 50 formed in the casing 1 may be integrally molded with the casing. However, it is also possible that the cylinder, which is separately manufactured in the state that the casing is heated and expanded, The cylinder may be cooled and then fixed with the shrinkage force at that time.
또한, 제2도에서 보는 바와 같이, 본 발명에서는 케이싱(1)의 상부 중앙에 위치되는 회전동력축(40)의 적정위치에 원판 캡(41)을 용접하여 그 직경을 베어링(33)의 내경과 동일하게 만든 다음, 양측에 베어링(33)(34)이 장착된 링크판(32)의 좌측 베어링(33)에 상기 원판캡(41) 부위를 회전자재로 내삽하고, 그 반대쪽의 베어링(34)에는 양단에 슬라이드부(43)가 형성된 가이드부재(42)를 회전자재로 고정한 다음 상기 가이드부재(42)의 일측에 돌출된 피스톤측(2)의 일단을 너트(52)로 고정시킨다. 그리고, 본 발명의 유압식 브레이크장치가 대형기관에 사용될 경우에는 링크판을 2개 사용하여 더욱 정확한 제동이 이루어지게 한다.2, in the present invention, the disc cap 41 is welded to an appropriate position of the rotational power shaft 40 located at the upper center of the casing 1, The portion of the disc cap 41 is rotatably inserted into the left bearing 33 of the link plate 32 on which the bearings 33 and 34 are mounted on both sides and the bearing 34 on the opposite side is inserted, A guide member 42 having a slide part 43 formed at both ends thereof is fixed with a rotary material and then one end of the piston side 2 protruded to one side of the guide member 42 is fixed with a nut 52. When the hydraulic braking device of the present invention is used for a large-sized engine, two link plates are used for more accurate braking.
또한, 본 발명장치의 구성요소를 보호하고 아울러 차량에 쉽게 장착하기 위해, 장치외부를 보호박스(80)로 둘러싸는데, 상기 박스의 대향 벽면에 각각 일정길이의 슬라이드요홈(81)을 형성하여 그 요홈에 상기 가이드부재(42)의 슬라이드부(43)를 삽설하여 왕복자재하게 만든다. 또한, 구동력 및 제동력의 전달과 베어링(33)(34)의 보호를 위하여 링크판(32)의 전, 후면에 베어링캡(60)을 나합시킨다.In addition, in order to protect the components of the inventive device and to easily mount the device on the vehicle, the outside of the device is surrounded by a protective box 80, and slide grooves 81 of a predetermined length are formed on opposite wall surfaces of the box, And a slide portion (43) of the guide member (42) is inserted into the groove to reciprocate. The bearing cap 60 is engaged with the front and rear surfaces of the link plate 32 to transmit the driving force and the braking force and to protect the bearings 33 and 34.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 유압식 브레이크 장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the hydraulic brake apparatus of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
본 발명의 유압식 브레이크 장치는 유압원리(油壓原理)를 이용하였다. 즉, 액체는 기체와 달리 아무리 압력을 가하여도 부피가 줄어지지 않는다는 원리를 도입한 것이다.The hydraulic braking device of the present invention employs an oil pressure principle. In other words, the liquid introduced the principle that unlike gas, the volume does not decrease even when the pressure is applied.
본 발명의 유압식 브레이크 장치는 동력기관의 회전축 주위에 고정, 설치되고 상기 회전동력축(40)과 제동력 발생장치 사이는 제동기구(B)로 결합된다. 동력기관의 출력으로 인해 회전동력축(40)이 움직이기 시작하면, 상기 동력축(40)에 용접된 원판캡(41)이 베어링(33) 내부에서 회전하고, 회전중심과 도심간의 편차에 의해 링크판(32)이 상·하 및 전·후로 원호를 그리며 움직인다. 상기 동작에 의해 동 링크판(32)에 회전자재로 장착된 가이드부재(42)는 슬라이드 및 쇠전운동을 동시에 행하면서, 피스톤축(2)을 밀거나 끌어당기므로서 케이싱 내부에서 유압유를 이동시킨다.The hydraulic braking device of the present invention is fixedly installed around the rotating shaft of the power engine, and the rotating power shaft 40 and the braking force generating device are coupled by a braking mechanism (B). When the rotary power shaft 40 starts to move due to the output of the power engine, the disc cap 41 welded to the power shaft 40 rotates in the bearing 33, And the link plate 32 moves up and down and back and forth in an arc. The guide member 42 rotatably mounted on the link plate 32 by the above operation moves the hydraulic oil in the casing by pushing or pulling the piston shaft 2 while simultaneously performing sliding and keying motion.
본 발명의 장치는, 평상시에는 유압유실(30)에 저장된 유압유의 유동을 저항없이 유동케하다가, 브레이크 작동시에는 유압조절용 볼밸브(22)를 작동시켜 유압유의 유동을 방해하거나 정지시킴으로써, 유압유의 유동의 저항 및 정지하는 물리적인 힘을 이용하여, 제동기구(B)로 동력기관의 회전동력축(40) 속도를 감속하거나 정치시키는 매우 정확한 브레이크 작동 효과를 얻는다.The apparatus of the present invention allows the flow of the hydraulic oil stored in the hydraulic oil chamber 30 to flow without resistance and operates the hydraulic ball valve 22 to interrupt or stop the flow of the hydraulic oil during the braking operation, By using the resistance of the flow and the stopping physical force, the braking mechanism B achieves a very precise braking effect that slows or stalls the speed of the rotary power shaft 40 of the power train.
또한, 본 발명의 유압식 브레이크 장치에서는 유압유실(30) 내부에 설치된 볼밸브(22)의 개폐정도를 조절하는 조절레버(4)에, 적외선 감지센서 또는 기타의 센서로 작업자의 유무를 확인하면서 작동하게 된 운동기구(70)를 결합시켜, 산업용 설비를 자동화하면서도 작업자의 부주위로 인한 안전사고를 완전힌 예방할 수도 있다.In the hydraulic brake apparatus of the present invention, the control lever 4 for controlling the degree of opening and closing of the ball valve 22 provided in the hydraulic oil chamber 30 is operated by an infrared sensor or other sensor It is possible to automate the industrial equipment and completely prevent the safety accident caused by the carelessness of the operator.
또한, 유압유의 유동의 저항을 완화시키고, 갑작스런 제동으로 발생되는 기계요소로의 충격완화 및 파손방지를 위하여 공기실(31)을 적정크기로 유압유실(30) 상부에 형성시킨다.In addition, the air chamber 31 is formed in an appropriate size on the hydraulic oil chamber 30 in order to mitigate the resistance of the hydraulic fluid flow and to prevent shock and damage to the mechanical elements caused by sudden braking.
이상에서와 같이, 본 발명의 유압실 브레이크 장치는 계속적으로 장시간 사용하여도 브레이크 장치의 파손 또는 제동이 되지 않는 경우가 전혀 발생되지 않으며, 마찰식과는 전혀 다른 개념으로 장치를 구성함으로써 브레이크 패드를 사용하지 않아 이의 고체가 필요없고, 아울러 별도의 브레이크 배력장치를 설치하지 않아도 단 한번의 동작만으로 정확히 제동이 되며, 장치 구성이 간단하여 제작비가 저렴하고, 대형 동력기관일수록 그 효과가 더욱 두드러지는 유용한 발명이라 하였다.As described above, the hydraulic seal brake apparatus of the present invention does not cause any breakage or braking of the brake apparatus even if it is continuously used for a long period of time. By constructing the apparatus in a completely different concept from the friction type brake apparatus, In addition, there is no need for a solid body of the invention, and a braking operation can be performed only by a single operation without installing a separate brake booster device. A useful manufacturing method is simple because the apparatus is simple and the production cost is low. .
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Cited By (1)
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1996
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20051128 Year of fee payment: 8 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |