国鉄EF62形電気機関車
信越本線横川 - 軽井沢間の碓氷峠区間は、最大66.7 ‰という日本の幹線鉄道としては並外れた急勾配を控える難所であった。通常の機関車の場合、登坂では空転や立ち往生、降坂では滑走や暴走の恐れから官設鉄道として開業した明治時代から、補助レール(ラックレール)に機関車の歯車を噛み合わせて昇降するアプト式とされた。このため碓氷峠区間はいち早く電化されて1912年(明治45年)には機関車が導入されたが、長らく単線のまま過密ダイヤを強いられてきた。
1960年代初頭の時点で、碓氷峠区間はアプト式機関車ED42(1933年 - 1947年製造)を投入していたが、アプト式時代の電気設備(第三軌条方式・直流600 V)の制約で1両わずか510 kWの低出力だったED42を合計4両連結するも、通過できる列車は1列車わずか360 tまでに限られる上に、極めて速度が低いため単線の過密ダイヤの中でこれ以上の増発は困難であった。
日本の経済成長が進展する中で、東京と長野県東信・北信を結ぶメインルートである信越本線の輸送力不足は非常に深刻な問題になっていた。
しかし、単位スイッチ式は大きなスペースを必要とすること、カム軸制御の方がコンパクトで、多段化や自動加速化に適していること、機器の信頼性が向上したことなどから、本形式でついにカム軸制御へと回帰したものである。
自動進段の電動カム軸制御器でバーニア制御付の仕様は、その後のEF64・EF65にも引き継がれ、国鉄直流機関車における一般的な技術となった。
主抵抗器は、66.7 ‰もの急勾配における起動抵抗や制動中の負荷抵抗が膨大なものであることから、冷却効果の高い専用のものを開発している。さらに、強制通風式とすることで小型化を図っている。
重連運転時の総括制御ならびにEF63との協調運転に対応するため先行試作車ならびに1次量産車ではKE63形、2次量産車ではKE77A形のジャンパ連結器2基ならびに元空気ダメ管・釣り合い管を装備する。
興味深い点として、主電動機として搭載されたMT52系直流直巻電動機 (定格出力425 kW) 、歯車比1:4.44としたスペックは、EF63と共通である。これは協調運転を考慮した結果であり、両形式は重量と機器類の差によって全く異なった性能の機関車となった。駆動装置は吊り掛け式である。