(57)【要約】【課題】ロータコアの収容溝に対する永久磁石の挿入性を確保しながら永久磁石を収容溝に確実に固定すること。【解決手段】ロータコアに形成された収容溝に接着剤を介して永久磁石を固定する永久磁石固定方法は、接着剤を永久磁石の表面に付け、硬化させながらプレスすることで永久磁石の表面に接着剤シートを形成する第１工程と、接着剤シートを形成した永久磁石を収容溝に挿入して収容する第２工程と、その後に接着剤シートを加熱により発泡させることで永久磁石を収容溝に接着して固定する第３工程とから構成される。永久磁石の表面にて接着剤シートの上下左右にはマージンが設けられる。使用される接着剤には、予めガラス粉が練り込まれている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容溝に接着剤を介して永久磁石を固定する永久磁石固定方法であって、
前記接着剤を前記永久磁石の表面に付け、硬化させながらプレスすることで前記永久磁石の表面に接着剤シートを形成した後、前記接着剤シートを形成した前記永久磁石を前記収容溝に挿入して収容し、その後、前記接着剤シートを加熱により発泡させることで前記永久磁石を前記収容溝に接着して固定することを特徴とする永久磁石固定方法。
【請求項２】
前記永久磁石の表面にて前記接着剤シートの上下左右のうち少なくとも一つに対応してマージンが設けられることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石固定方法。
【請求項３】
前記接着剤シートは、角部がＲ形状をなすことを特徴とする請求項１又は２に記載の永久磁石固定方法。
【請求項４】
前記接着剤シートは、上下左右の縁部のうち少なくとも一つがテーパ形状をなすことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の永久磁石固定方法。
【請求項５】
前記接着剤は、予めガラス粉が練り込まれたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の永久磁石固定方法。
【請求項６】
前記収容溝は、ロータコアに形成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の永久磁石固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、界磁として永久磁石を用いる永久磁石型ロータに係り、詳しくは、ロータコアに永久磁石を固定するための永久磁石固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、下記の特許文献１に記載された技術がある。この技術では、最初にロータコアの着座面と永久磁石の内周面との間に不可逆的に熱膨張可能な樹脂材を配置する。ここで、着座面は、ロータコアの外周に形成された複数の突極の間に形成された収容溝に設けられ、その収容溝の底面が着座面となっている。また、収容溝に隣接して永久磁石を保持するための保持部材が形成される。上記した樹脂材の配置は、予め永久磁石の内周面に樹脂材を接着しておき、その永久磁石を収容溝に挿入することで行われる。その後、加熱により樹脂材を熱膨張させることにより、着座面と永久磁石の内周面とを樹脂材により接着すると共に、永久磁石を収容溝に隣接した保持部材へ押し付ける。これにより、永久磁石をロータコアに対して固定するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６９４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載された技術では、熱膨張前の樹脂材を、予め永久磁石の外周面に接着しているだけなので、樹脂材の表面が粗くなっていることが多く、永久磁石を収容溝に挿入するに際して樹脂材が着座面に引っ掛かるおそれがあった。このため、ロータコアの収容溝に対する永久磁石の挿入性が悪かった。
【０００５】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロータコアの収容溝に対する永久磁石の挿入性を確保しながら永久磁石を収容溝に確実に固定することを可能とした永久磁石固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ロータコアに形成された収容溝に接着剤を介して永久磁石を固定する永久磁石固定方法であって、接着剤を永久磁石の表面に付け、硬化させながらプレスすることで永久磁石の表面に接着剤シートを形成した後、接着剤シートを形成した永久磁石を収容溝に挿入して収容し、その後、接着剤シートを加熱により発泡させることで永久磁石を収容溝に接着して固定することを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、まず、接着剤を永久磁石の表面に付け、硬化させながらプレスすることで永久磁石の表面に接着剤シートが形成される。このとき、接着剤がプレスにより表面が平滑化してシート状に薄く付けられる。次に接着剤シートを形成した永久磁石を収容溝に挿入して収容する。このとき、接着剤シートが平滑化して薄いことから、収容溝の内壁に対する接着剤シートの引っ掛かりは少ない。その後、接着剤シートを加熱により発泡させることで永久磁石を収容溝に接着固定する。ここで、接着剤シートが発泡により収容溝の内壁との隙間に充填されるので、接着剤に固定力が発生し、その固定力により永久磁石が収容溝に固定される。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、永久磁石の表面にて接着剤シートの上下左右のうち少なくとも一つに対応してマージンが設けられることを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、マージンが設けられる側から永久磁石を収容溝に挿入することにより、収容溝の内壁に対する接着剤シートの引っ掛かりがマージンによって更に少なくなる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、接着剤シートは、角部がＲ形状をなすことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、収容溝の内壁に対する接着剤シートの引っ掛かりがＲ形状の角部により更に少なくなる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、接着剤シートは、上下左右の縁部のうち少なくとも一つがテーパ形状をなすことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、接着剤シートの縁部がテーパ形状をなす側から永久磁石を収容溝に挿入することにより、収容溝の内壁に対する接着剤シートの引っ掛かりがテーパ形状により更に少なくなる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、接着剤は、予めガラス粉が練り込まれたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、ガラス粉の作用により接着剤シート表面の滑り性が良くなり、収容溝の内壁に対する接着剤シートの引っ掛かりが更に少なくなる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、収容溝は、ロータコアに形成されたことを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、ロータコアの収容溝に永久磁石を固定することでロータを製造するに際して、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の作用が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、ロータコアの収容溝に対する永久磁石の挿入性を確保しながら永久磁石を収容溝に確実に固定することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、収容溝に対する永久磁石の挿入性をより確実なものにすることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、収容溝に対する永久磁石の挿入性をより確実なものにすることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、収容溝に対する永久磁石の挿入性をより確実なものにすることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、収容溝に対する永久磁石の挿入性をより確実なものにすることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、ロータコアの収容溝に永久磁石を固定することでロータを製造するに際して、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果が得られる。すなわち、収容溝に対する永久磁石の挿入性が良く永久磁石を確実に固定できることから、多数の永久磁石を確実に固定する必要のある永久磁石型ロータにつきその生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下、本発明の永久磁石固定方法及び永久磁石型ロータの製造方法を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１に、この実施形態における永久磁石型ロータ１を簡略的に平面図により示す。このロータ１は、界磁として永久磁石２を用いる永久磁石式モータに使用される部品である。図１に示すように、ロータコア３は、中心孔３ａを含み、その中心孔３ａの周囲には複数の収容溝３ｂが等角度間隔により形成される。これら収容溝３ｂのそれぞれには、永久磁石２が収容され、接着剤４を介して固定される。この実施形態では、永久磁石２の前後両面と収容溝３ｂの内壁との間に熱により発泡した接着剤４が介在する。この実施形態では、好適な接着剤の一例として、エポキシ樹脂系の接着剤４が使用される。また、接着剤４には、予めガラス粉が練り込まれている。
【００２６】
次に、上記した永久磁石型ロータ１に係る製造方法及び永久磁石固定方法を説明する。図２に、各工程の流れをフローチャートに示す。
【００２７】
永久磁石型ロータ１を製造するためにロータコア３に永久磁石２を固定するには、図２に示すように、永久磁石２の表面に接着剤シートを形成する第１工程と、接着剤シートを形成した永久磁石２をロータコア３の収容溝３ｂに挿入して収容する第２工程と、接着剤シートを加熱して発泡させる第３工程とを実施する。
【００２８】
第１工程について詳しく説明する。図３〜図６に詳しい手順を説明図に示す。最初に、図３に示すように、永久磁石２の前後両面にシート状接着剤５を貼り付け、図４に示すように、貼り付けたシート状接着剤５を硬化させながらプレス機１１によりプレスする。図３，４には、シート状接着剤５の貼り付けとプレスとが別工程で示されるが、プレスの過程でシート状接着剤５を貼り付けてもよい。この実施形態で使用されるシート状接着剤５は、外側フィルム６の片面に予め接着剤４を塗り付けたものである。貼り付けたシート状接着剤５をプレスすることで、図５に示すように、接着剤４の厚みが更に薄くなる。その後、外側フィルム６を剥がすことにより、図６に示すように、表面が平滑化した極めて薄い接着剤シート４Ａが永久磁石２の前後両面に残る。このようにして、図７に示すように、表面に接着剤シート４Ａを形成した永久磁石２が得られる。これにより、接着剤４がプレスによりシート状に薄く付けられるので、永久磁石２における接着剤シート４Ａの嵩張りが小さくなる。ここで、図７に示すように、永久磁石２は直方体形状に加工されており、永久磁石２の表面において、接着剤シート４Ａの上下左右に対応して所定のマージンＭ１〜Ｍ４が設けられる。この実施形態では、永久磁石２の横幅Ｗ１を「２０ｍｍ」とすると、接着剤シート４Ａの横幅Ｗ２は「１０ｍｍ」となっている。また、接着剤シート４Ａの厚みは、例えば「１００μ」に設定される。
【００２９】
第２工程について説明する。図８に、収容溝３ｂへの永久磁石２の挿入を説明図により示す。接着剤シート４Ａを形成した永久磁石２を、ロータコア３の収容溝３ｂに挿入して収容する。図８に示すように、永久磁石２は収容溝３ｂに対して垂直に降下させて挿入する。このとき、接着剤シート４Ａは表面が平滑化して極めて薄いことから、収容溝３ｂの内壁に対する接着剤シート４Ａの引っ掛かりは少ない。これにより、図９に示すように、すべての収容溝３ｂに永久磁石２を収容したロータコア３が得られる。
【００３０】
第３工程について説明する。その後、図９に示すロータコア３につき、各永久磁石２の接着剤シート４Ａを加熱により発泡させることで、永久磁石２を収容溝３ｂに接着して固定する。ここで、接着剤シート４Ａが発泡により収容溝３ｂの内壁との隙間に充填されるので、接着剤４に固定力が発生し、その固定力により永久磁石が収容溝に固定される。この実施形態では、例えば「２００℃」の温度で接着剤シート４Ａを加熱している。これにより、図１に示すような永久磁石型ロータ１が得られる。
【００３１】
ここで、この実施形態の接着剤４による永久磁石２の固定力について説明する。図１０には、固定後に加熱したときに永久磁石２を収容溝３ｂから引き抜くのに要する荷重（抜き荷重）についてグラフに示す。このグラフは、横軸に加熱の温度を、縦軸に抜き荷重をそれぞれ示す。グラフ上の各記号の違いは、接着剤シート４Ａの幅（シート幅）の違いを示す。但し、丸記号は従来の接着剤を使用した場合を示し、それ以外の記号が本発明に係る接着剤シートを使用した場合を示し、それぞれシート幅が異なる。例えば、三角記号はシート幅が「１４ｍｍ」の場合を示し、四角記号及び菱形記号はそれぞれシート幅が「１２ｍｍ」及び「１０ｍｍ」の場合を示す。バツ記号の「１４ｍｍ−Ｐ」は、シート幅が「１４ｍｍ」で接着剤にガラス粉が練り込まれた場合を示す。また、直線は従来の接着剤の場合の線形を示す。このグラフから明らかなように、本発明の接着剤シートを使用した場合の抜き荷重は、従来の接着剤を使用した場合の抜き荷重と同等かそれ以上であることが分かる。従って、この実施形態のように接着剤シート４Ａを使用しても永久磁石２の固定力を十分に確保できることが分かる。
【００３２】
以上説明したこの実施形態の永久磁石固定方法及び永久磁石型ロータの製造方法によれば、永久磁石２をロータコア３の収容溝３ｂに挿入するとき、永久磁石２に形成した接着剤シート４Ａが表面が平滑化して極めて薄いことから、収容溝３ｂの内壁に対する接着剤シート４Ａの引っ掛かりが少ない。このため、収容溝３ｂに対する永久磁石２の挿入性を確保することができる。すなわち、接着剤シート４Ａを形成した永久磁石２を、接着剤シート４Ａを持たない永久磁石と同等に円滑に収容溝３ｂの中に挿入することができる。ここで、接着剤シート４Ａを形成した永久磁石２は、接着剤シート４Ａの表面が平滑化していることから、同様の永久磁石２を相互に重ねても接着し合うことがなく、同様の永久磁石２を複数相互に重ねて貯め置きすることができ、永久磁石２の取り扱いを容易なものにすることができる。
【００３３】
また、この実施形態では、接着剤シート４Ａが発泡により収容溝３ｂの内壁との隙間に充填されるので、接着剤４に固定力が発生し、その固定力により永久磁石２が収容溝３ｂに固定される。このため、永久磁石２を収容溝３ｂに確実に固定することができる。従って、上記のように構成した永久磁石型ロータ１を永久磁石型モータに使用しても、ロータ１の回転に伴う遠心力に耐えうる力で永久磁石２をロータコア３に固定することができる。
【００３４】
また、この実施形態では、永久磁石２の表面において接着剤シート４Ａの上下左右に対応してマージンＭ１〜Ｍ４が設けられるので、それらマージンＭ１〜Ｍ４が設けられる側から永久磁石２を収容溝３ｂに挿入することにより、収容溝３ｂの内壁に対する接着剤シート４Ａの引っ掛かりがマージンＭ１〜Ｍ４によって更に少なくなる。このため、その分だけ収容溝３ｂに対する永久磁石２の挿入性をより確実なものにすることができる。また、接着剤シート４Ａの上下左右に対応してマージンＭ１〜Ｍ４が設けられるので、永久磁石２の上下左右の何れの側から永久磁石２を収容溝３ｂに挿入しても挿入性をより確実にすることができる。更に、永久磁石２につき挿入時に後から収容溝３ｂに入る側にもマージンＭ１〜Ｍ４があることで、接着剤シート４Ａが発泡しても接着剤４が収容溝３ｂからはみ出し難くなる。
【００３５】
また、この実施形態では、接着剤４に予めガラス粉が練り込まれているので、ガラス粉の作用により接着剤シート４Ａの表面の滑り性が良くなり、収容溝３ｂの内壁に対する接着剤シート４Ａの引っ掛かりが更に少なくなる。このため、その分だけ収容溝３ｂに対する永久磁石２の挿入性をより一層確実なものにすることができる。
【００３６】
［第２実施形態］
次に、本発明の永久磁石固定方法及び永久磁石型ロータの製造方法を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
この実施形態では、上記した第１工程について第１実施形態と構成が異なる。この実施形態の第１工程について詳しく説明する。図１１〜図１３に詳しい手順を説明図に示す。最初に、図１１に示すように、永久磁石２の表面に、ディスペンサ１２を使用して溶融した接着剤４を滴下する。次に、図１２に示すように、滴下した接着剤４をヒータ１３を付けたプレス機１１により加熱しながらプレスする。これにより、接着剤４を硬化させながらプレスする。これにより、図１３に示すように、薄い接着剤シート４Ａが永久磁石２の表面に残る。このようにして、表面に接着剤シート４Ａを形成した永久磁石２が得られる。従って、接着剤４がプレスによりシート状に薄く付けられるので、永久磁石２における接着剤シート４Ａの嵩張りが小さくなる。そして、このように接着剤シート４Ａを形成した永久磁石２を使用することにより、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００３８】
尚、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより以下のように実施することもができる。
【００３９】
（１）前記第１実施形態では、図７に示すように、単に長方形状をなすだけの接着剤シート４Ａを永久磁石２の表面に形成したが、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、接着剤シート４Ａの角部をＲ形状にしてもよい。この構成によれば、永久磁石２を収容溝３ｂに挿入するときに、収容溝３ｂの内壁に対する接着剤シート４Ａの引っ掛かりがＲ形状の角部により更に少なくなる。このため、その分だけ収容溝３ｂに対する永久磁石２の挿入性をより一層確実なものにすることができる。前記第２実施形態では、接着剤シート４Ａの角部をＲ形状に形成することは、プレス型をそのような形状にしておくことで行われる。
【００４０】
（２）前記第１実施形態では、図７に示すように、単に長方形状をなすだけの接着剤シート４Ａを永久磁石２の表面に形成したが、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、接着剤シート４Ａの上部及び下部をテーパ形状にしてもよい。この構成によれば、接着剤シート４Ａの上部又は下部から永久磁石２を収容溝３ｂに挿入することにより、収容溝３ｂの内壁に対する接着剤シート４Ａの引っ掛かりがテーパ形状により更に少なくなる。このため、その分だけ収容溝３ｂに対する永久磁石２の挿入性をより一層確実なものにすることができる。前記第２実施形態では、接着剤シート４Ａの上部及び下部をテーパ形状に形成することは、プレス型をそのような形状にしておくことで行われる。
【００４１】
（３）前記第１実施形態では、図７に示すように、単に長方形状をなすだけの接着剤シート４Ａを永久磁石２の表面に形成したが、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、接着剤シート４Ａの角部をＲ形状にすると共に上部及び下部をテーパ形状にしてもよい。この構成によれば、接着剤シート４Ａの上部又は下部から永久磁石２を収容溝３ｂに挿入することにより、収容溝３ｂの内壁に対する接着剤シート４Ａの引っ掛かりがＲ形状の角部及びテーパ形状により更に少なくなる。このため、その分だけ収容溝３ｂに対する永久磁石２の挿入性をより一層確実なものにすることができる。前記第２実施形態では、接着剤シート４Ａの角部をＲ形状にすると共に上部及び下部をテーパ形状に形成することは、プレス型をそのような形状にしておくことで行われる。
【００４２】
（４）前記第１実施形態では、図７に示すように、直方体形状に加工された永久磁石２を使用したが、図１７に示すように、加工していない永久磁石７の片面にできている凹部７ａに接着剤シート４Ａを形成してもよい。このような凹部７ａは、製造後の磁石に自然にできる形であり、この凹部７ａを削り取ることで、図７に示すような直方体形状の永久磁石２が得られることになる。ここで、その凹部７ａを積極的に利用して接着剤シート４Ａを形成しているので、この凹部７ａのある面で接着剤シート４Ａの引っ掛かりをなくすことができる。このため、その分だけ収容溝に対する永久磁石７の挿入性をより一層確実なものにすることができる。
【００４３】
（５）前記各実施形態では、永久磁石２の表面にて接着剤シート４Ａの上下左右に対応してマージンＭ１〜Ｍ４を設けたが、マージンは接着剤シートの上下左右のうち何れか一つ（永久磁石を収容溝に挿入するとき先に収容溝に入る側）のみに対応して設けてもよく、上下左右のうち何れか二つに対応して設けてもよく、上下左右のうち何れか三つに対応して設けてもよい。
【００４４】
（６）図１５（ａ），（ｂ）及び図１６（ａ），（ｂ）では、接着剤シート４Ａの上部及び下部をテーパ形状としたが、テーパ形状は接着剤シートの上下左右の縁部のうち何れか一つ（永久磁石を収容溝に挿入するとき先に収容溝に入る側）のみに設けてもよく、上下左右の縁部のうち何れか二つに設けてもよく、上下左右の縁部のうち何れか三つに設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】永久磁石型ロータを簡略的に示す平面図である。
【図２】各工程の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１工程の詳しい手順を示す説明図である。
【図４】第１工程の詳しい手順を示す説明図である。
【図５】第１工程の詳しい手順を示す説明図である。
【図６】第１工程の詳しい手順を示す説明図である。
【図７】接着剤シートを形成した永久磁石を示す斜視図である。
【図８】収容溝への永久磁石の挿入を示す説明図である。
【図９】収容溝に永久磁石を収容した状態のロータコアを示す平面図である。
【図１０】加熱温度に対する永久磁石の抜き荷重の関係を示すグラフである。
【図１１】第１工程の詳しい手順を示す説明図である。
【図１２】第１工程の詳しい手順を示す説明図である。
【図１３】第１工程の詳しい手順を示す説明図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は接着剤シート付き永久磁石を示す正面図と側面図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は接着剤シート付き永久磁石を示す正面図と側面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は接着剤シート付き永久磁石を示す正面図と側面図である。
【図１７】接着剤シート付き永久磁石を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    永久磁石型ロータ
２    永久磁石
３    ロータコア
３ｂ    収容溝
４    接着剤
４Ａ    接着剤シート
７    永久磁石
Ｍ１〜Ｍ４    マージン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007151362.tif 000013
【図１２】
2007151362.tif 000014
【図１３】
2007151362.tif 000015
【図１４】
2007151362.tif 000016
【図１５】
2007151362.tif 000017
【図１６】
2007151362.tif 000018
【図１７】
2007151362.tif 000019