ワックスモーターは、熱エネルギーを機械エネルギーに変換するために設計された特殊なリニアアクチュエータです。これは、融解プロセス中に通常5%から20%の体積膨張を示すワックスの物理的特性を利用して動作します。この相変化挙動により、特定の環境において、複雑なギアや従来の電磁モーターを必要とせずにコンポーネントを動かすための信頼性の高い機構として機能します。
この画像は、相変化挙動を利用してリニアアクチュエータとして機能するワックスモーターの物理的なデバイスを示しています。
ワックスモーターの機械的設計は、密閉されたワックスの容積、力を伝達するためのプランジャー（またはストロークロッド）、熱源、およびヒートシンクの4つの主要な構成要素で成り立っています。熱源（電流、太陽放射、燃焼熱、あるいは周囲の熱など）にエネルギーが供給されると、ワックスブロックが加熱されて膨張します。この体積の変化がプランジャーを外側に押し出します。逆に、熱源が除去されると、ワックスは冷却されて収縮します。ワックスはシール内に封入されているため、内部の抵抗を克服してプランジャーを元の位置に戻すには、機械的なスプリングや重力によるデッドウェイトなどのバイアス力が必要です。このバイアス力は、通常、モーターの動作力の20%から30%を占めます。
ワックスモーターは、特に出力と動作プロファイルの面で、磁気ソレノイドに対して明確な優位性を持っています。これらは最大4000 N（標準重力下で約400 kgまたは900 lb）に達する大きな油圧力を生成でき、瞬間的なスナップ動作ではなく、滑らかで穏やかな作動と解放を提供します。また、これらは誘導負荷ではなく抵抗負荷であるため、TRIACで制御する際にスナバ回路を必要とせず、電気設計を簡素化します。これらのモーターは、重要な流体の制御を行う航空宇宙分野、自己駆動式のミキシングバルブとしてのHVACシステム、そして洗濯機や食器洗い機などの家庭用電化製品で広く使用されています。また、周囲の温度変化に応じて融解と凝固を繰り返すことで、完全に受動的に動作できるため、温室の換気装置にも理想的です。