国鉄EF63形電気機関車
勾配で停電時に長時間停止させる場合には機関車および列車のブレーキシリンダ空気漏れのために転動する恐れがあるので、このスイッチを投入することにより主抵抗器が短絡された発電ブレーキ回路を構成し、転動を防止する。万が一転動が生じても低速(荷重により相異するが3重連550t牽引の場合約3km/h約400A)で強力な発電ブレーキが作用して機関車の加速を防止する。使用する際にはCS18形転換制御器を下り勾配に対する発電ブレーキ位置にしておかなければならない。
最大勾配66.7‰に達する碓氷峠区間は1893年の開業時からラック式鉄道の一種「アプト式」を採用し、1934年からは同区間専用のED42による運転を行っていた。
第二次世界大戦終結以降の経済復興 - 高度経済成長期への時代趨勢に対応し、国鉄は主要幹線の輸送力増強に着手した。碓氷峠を含む信越本線系統においては所要時間の短縮を企図し、ラック式鉄道を廃止し一般的な粘着運転への切替方針が決定したが、諸案検討の結果、最大勾配66.7‰を存置した複線の新線が1963年9月30日までに完成することとなった。このため、急勾配の諸条件に対応し、かつED42に代わって同区間の列車の牽引・推進を行う新形式機関車が必要となり、EF60をベースに開発されたのが本形式である。
国鉄EF63形電気機関車(こくてつEF63がたでんききかんしゃ)は、日本国有鉄道(国鉄)が設計・製造した直流電気機関車である。信越本線横川 - 軽井沢間の碓氷峠専用の補助機関車として開発された。用途から「峠のシェルパ」、もしくは形式称号から「ロクサン」の愛称がある。
牽引定数を客車360t・貨車400tに制限した上で以下の方式を採用。
下り列車 (軽井沢)EF62+客車または貨車+EF63+EF63(横川) EF62の機関士は無線通信により信号・安全の確認を行ない本形式乗務機関士への連絡とEF63の機関士の指示を受けての運転を行うと共に本形式2両で推進するプッシュプル方式での運転操作を行う。
上り列車 (軽井沢)客車または貨車+EF62+EF63+EF63(横川) 勾配麓側に機関車三重連となり、最前部の本形式(本務機)から3両の総括制御を行う。
本形式には日本で初めて電車と連結する軽井沢方に連結器頭部を横方向に76°回転させることで、密着連結器と連結を可能にした自連・密連両用連結器を装備した。本連結器の採用により、従来は異なる連結器を持つ車両を連結させる場合は中間連結器(アダプター)の用意あるいは控車の連結を必要としていたが、連結器の高さの調節が可能でこれらの措置が不要となった。
連結運転時に本形式から電車の踏面ブレーキを操作するため機関車からブレーキ管(BP)が連結器を介して接続される。
当区間の運転はすべて横川方に連結される本形式に乗務する機関士が担当する。以下で解説する装備を搭載する。
1974年・1976年に製造されたグループ。
22・23は1975年3月10日ダイヤ改正での特急「あさま」増発用である。
同時期に製造された他形式と同様にブロック式ナンバープレート・外ハメ式尾灯・メートルネジ全面的使用のほか水切り形状再度変更が行われたが、前面ガラス熱線化は見送られデフロスタが引き続き採用された。
主要機器のうち抵抗制御器はCS16AからCS16Cへ、バーニア制御器はCS17AからCS17Cへ、転換制御器はCS18からCS18Bへ変更された。
主電動機送風機は23・24・25が21と同様の低騒音化対策品。22は20と同じ既存品との併用。
ジャンパ連結器は気動車全廃後に製造されたため、下方設置の気動車用が未装備のほか、配置も2次形までとは異なる。
24・25は、1975年に5・9が脱線大破事故で廃車となったため、補充代替として1976年に急遽追加製造された。