EF64形電気機関車（EF64がたでんききかんしゃ）は、日本国有鉄道（国鉄）が1964年に開発した、勾配線区用向け直流電気機関車である。
製造の経緯
1960年に国鉄の大型電気機関車としては最初の近代化形であるEF60形が完成して以後、本線の列車牽引用としては東海道・山陽本線向けのEF61形と信越本線用のEF62形・EF63形が開発されていた。
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カトー(KATO)
EF60形・EF61形は平坦路線牽引用、またEF62形は信越本線横川駅 - 軽井沢駅間の国鉄最急勾配に対応した本務機、EF63形は碓氷峠用補機という特殊設計となっており、他の一般勾配路線では、EF62形・EF63形が備える急勾配用の装置は必要としなかった。
しかし一方で、奥羽本線の板谷峠（1949年に直流電化、1968年に交流化し当形式は撤退）越え[注 1]区間や、中央本線[注 2]など、20パーミルから33パーミル程度の中勾配区間に対応する発電ブレーキ搭載の新型F級電気機関車が必要とされる直流電化路線も多く、これに対応するために開発され1964年に登場したのが本形式である。
1964年から1976年の間に、基本番台（1 - 79）79両、1980年から1982年の間に大幅な設計変更を行った1000番台（1001 - 1053）53両の計132両が製造された。
車体
重連運転を行うことからEF62形・EF63形と同様の前面貫通形となっているが、前面窓部分の傾斜をなくしているためEF62形・EF63形とは若干印象の異なる前面形状となった。
TOMIX Nゲージ EF65-1000形 下関運転所 7136 鉄道模型 電気機関車
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また本形式では車体塗装をぶどう色2号（茶色）ではなく、青15号に前面下半部のみクリーム1号の新塗装としている。従来は寝台特急列車牽引用のEF60形500番台のみが青色とクリーム色のツートンカラーであったが、本形式以降、直流新形電気機関車はすべてこの塗装が採用されることとなった。
搭載機器
EF62形をベースに、軸配置を2軸ボギー3台車の一般的な配置「Bo - Bo - Bo」に戻し、併せて歯車比をEF62形の16：71=1：4.44から高速性能をやや重視した18：69=1：3.83に変更した。
制御方式は、直列・直並列・並列の3段組み合わせ制御である。制御装置として、電動カム軸式抵抗制御器(CS22)、電動カム軸式転換・バーニア制御器(CS23)、電動カム軸式界磁制御器(CS24)を搭載する。勾配区間での空転・滑走対策としてはEF62形を基にした主回路の橋絡渡り接続、ノッチ細分化や軸重補償が採用された。
主電動機は設計当時の国鉄電気機関車で標準的に採用されていた直流直巻整流子電動機のMT52（端子電圧750V時1時間定格定格出力425kW）を6基搭載する。総定格出力は2,550kWである。
プラレール S-60 EF66電気機関車
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重連運転を想定し、重連総括制御装置と正面貫通扉を備え、また下り坂での安全対策のため発電ブレーキを搭載する。発電ブレーキが速やかに立ち上がるよう、本形式の逆転器は界磁電流の向きを変える界磁転換方式ではなく、電機子電流の向きを変えるという電機子転換方式を採用した。発電ブレーキはあくまで66.7パーミルでの運用を前提としたEF62形に対し、25 - 35パーミル前後の勾配で運用することを基本に編成重量に応じた均衡速度を選択できるものとなり、EF62・EF63形で採用した発電ブレーキ時のバーニア制御等、急勾配対策の特殊装備は省略されている。
客車列車に使用するため電気暖房装置（EG）を搭載した車両と、未搭載の貨物列車専用機が存在する。
勾配線用で発電ブレーキを常用する設計であることから、抵抗器の放熱を効率よく行うため、車体側面のエアフィルタ部の開口面積を大きく設計してあるのが特徴である。79両が製造された。
台車は、同じ軸配置B-B-BかつMT52系電動機搭載のEF70形用をベースとした、DT120A（両端台車）およびDT121A（中間台車）を装着する。
制御器用電源として、MH81B-DM44B二相交流式電動発電機を搭載する。交流60Hz、5kVAの容量を備え、交流24V、交流50V、交流100Vのほか、整流器を介して直流100Vを供給する。加えて、EG搭載機にはMH107A-DM69A電動発電機を搭載する。
空気ブレーキなどで使用される圧縮空気を供給する電動空気圧縮機は、架線からの直流1,500Vを電源としたシロッコファン式の MH92B-C3000 を1基搭載する。
冷却用の電動送風機は架線からの直流1,500Vを電源とし、主電動機用として MH91I-FK102 を2基、主抵抗器用として MH110-FK77 を6基搭載する。
また、当初の投入区間が豪雪地帯である板谷峠であったことから、EF16形を参考に寒冷地対策も重視され汽笛はAW2形とAW5形の二種類を装備、台車の砂撒き管には凍結対策のヒーターを備えたほか、運転室前面窓上にはツララ切り、窓周囲には防護柵（プロテクター）取り付け用のボルトが備えられた。
1000番台
1000番台は1970年代末期に開発された国鉄最後の直流電気機関車である。上越線や高崎線で当時使われていたEF58形・EF15形・EF16形の置き換え用に1980年より投入された。
1011号機は川崎重工業の機関車（SL・EL・DL）製造累計4,500号車であり、兵庫工場で記念式典が行われた。ラストナンバーは1982年（昭和57年）10月28日落成の1053号機であり、同機は国鉄最後の新製機関車である。
性能は基本番台とほぼ同様であるが、各部仕様は基礎から再検討がなされたため、基本番台との差異は大きい。計画にあっては形式の変更もあり得たが、労働組合との間で新型機関車導入に関わる難しい折衝を行う必要があるので在来機のマイナーチェンジ（新規番台区分）扱いとした。
EF64形1000番台が重連でけん引する貨物列車。中央西線贄川付近にて。
上越線の沿線が国内有数の豪雪地帯であったことから、雪害対策を特に重視し、車内機器配置方法は大きく変更された。車体側面の一端に大型のブロアールーバーがあり、ここが第2機器室、その前後が第1機器室、第3機器室と3分割にされた。主抵抗器とその送風機や主電動機送風機など冷却空気の必要な機器を第2機器室に集中して配置し、主抵抗器の排熱風をルーバーとその内側のフィルタの間に還流することで防雪対策としているほか、運転室の防音にも配慮している。第1機器室と第3機器室には発熱の少ない機器が配置されているが、主電動機送風機で室内を与圧することで粉雪や塵埃の侵入を抑止し、防雪・防塵対策としている。この結果、他の国鉄電機では見られない側面左右非対称の車体になった。
耐雪装備を大幅に強化し、本形式基本番台やEF65形の一部、EF81形の一部に搭載されている発熱体付きの砂管は、通常の塗装では熱により塗膜が劣化、剥離するため、アルミ粉が含まれた耐熱塗料で塗装されている。
TOMIX Nゲージ JR EF64 41号機・茶色 EF65形電気機関車 56号機・茶色セット 98977 鉄道模型 電気機関車
JR東日本に所属していたEF64-41茶色、JR貨物に所属していたEF65-56茶色の2両セット。
トミーテック(TOMYTEC)
制御装置は基本番台最終増備車に準じたCS22D抵抗制御器・CS23Dバーニア制御器・CS24C界磁制御器を搭載しており、1000番台・基本番台双方との重連総括運転が可能である。
制御器および補機の動作用電源として、電動発電機はDM104ブラシレス直流電動機を採用してブラシレス化を行い、電気暖房用電源(EG)はサイリスタを使用したSC14静止形インバータとした。
主抵抗器は基本番台のMR74では発電ブレーキ時の容量が不足することから新設計のMR146に、主電動機は電機子軸径とブラシ保持器改良などを図ったMT52Bに、集電装置はPS22B下枠交差式パンタグラフとなった。
車体が長くなった結果、基本番台の台車では両端台車の首振り角および中間台車の左右動幅が不足するため、EF81形にて実績のある揺れ枕省略形のDT138・DT139に勾配途中での長時間停車時に使用するブレーキシリンダロック装置を追加した、DT138A（両端台車）/DT139A（中間台車）とした。
空気ブレーキなどで使用される圧縮空気を供給する電動空気圧縮機は、MH3064A-C3000形を1基搭載する。これはEF66形0番台2次車と同様のものである。
電動機などの冷却に使用する電動送風機は、主電動機用としてMH3084-FK144を、抵抗器用としてMH3085-FK145を、それぞれ1基ずつ搭載する。
なお、2次車からは集電装置がPS22Cに変更され、上越線水上 - 石打間補機運用に充当する際、深夜に重連総括制御用ジャンパ連結器などを着脱する際の照明の設置が求められたことから、正面ジャンパ連結器上部に斜め下向きの作業灯[が追加設置されている。
JR発足後
1987年の国鉄分割民営化では本形式は基本番台・1000番台とも製造された全車がJRに承継された。貨物列車牽引用に使用されていた車両が多く日本貨物鉄道（JR貨物）に全体の85%に及ぶ113両（基本番台68両・1000番台45両）が、東日本旅客鉄道（JR東日本）に14両（基本番台6両・1000番台8両）が、東海旅客鉄道（JR東海）に基本番台3両が、西日本旅客鉄道（JR西日本）に基本番台2両がそれぞれ承継された。
JR貨物
2019年3月15日現在
愛知機関区
1002-1005・1008-1011・1013・1015・1017・1018・1020-1028・1033・1034・1035-1039・1042-1044・1046・1047・1049号機
基本情報
運用者 日本国有鉄道
東日本旅客鉄道
東海旅客鉄道
西日本旅客鉄道
日本貨物鉄道
製造所 東京芝浦電気（基本番台のみ）
川崎電機製造・川崎車輛（基本番台のみ）→富士電機・川崎重工業
東洋電機製造・汽車製造（基本番台のみ）
東洋電機製造・川崎重工業
製造年 1964年 - 1982年
製造数 132両
主要諸元
軸配置 Bo - Bo - Bo
軌間 1,067 mm
電気方式 直流1,500V
（架空電車線方式）
全長 17,900 mm *1
18,600 mm *2
全幅 2,800 mm *1
2,900 mm *2
全高 3,959 mm *1
4,062 mm *2
運転整備重量 96.0 t
台車 DT120A形（両端 DT121A形（中間）*1
DT138A形（両端）DT139A形（中間）*2
動力伝達方式 1段歯車減速吊り掛け式
主電動機 直流直巻電動機
MT52（MT52A・MT52B）形×6基
歯車比 18:69=1:3.83
制御方式 抵抗制御・3段組合せ・弱め界磁
（バーニア制御付）
制御装置 自動進段電動カム軸制御
制動装置 EL14AS形自動空気ブレーキ
抑速発電ブレーキ
保安装置 ATS-S（新製時）
最高速度 100 km/h
設計最高速度 115 km/h
定格速度 45.0 km/h（1時間定格・全界磁）
定格出力 2,550 kW
定格引張力 20,350 kgf
備考 *1：基本番台
*2：1000番台
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