国鉄 EF63形電気機関車
碓氷峠を越える信越本線の横川駅～軽井沢駅間（通称・横軽）において、同区間を通る全ての列車に連結される補助機関車（補機）として開発された機関車である。ファンによる愛称は「ロクサン」、「峠のシェルパ」。
1963年に碓氷峠区間についてそれまでのアプト式を止め、一般的な鉄道と同じ「粘着式鉄道」に切り換えた際に新製された。国鉄史上最も急な66.7パーミルの急勾配に対応するため、電磁吸着ブレーキ・過速度検知装置 など種々の特殊な装備が施されている。なお、常に2両単位で運用された。低速運用が常の車輛ではあるが、ある程度の高速性能も持ち合わせており、緊急時にはEF62形の故障が原因で高崎まで通し運用した事例や、大宮工場まで自力回送が行われた実績がある。
軸重は粘着係数を稼ぐために国鉄電機最大の18tに達したが、勾配区間での重量均衡を考慮して軽井沢側から19t・18t・17tとなるように死重が設置されており、勾配に入ると均等な軸重になるよう考慮されている。大宮工場までの検査回送時は死重を一時撤去して軸重を軽減する。
また、車体側面に大きなハッチが目立つが、これは停電時に電源が断たれても下坂可能にするためのバッテリーが積載されており、実際に使用された例もある。
JR化後は山間部での無線通信をよくするため、C'アンテナと呼ばれるアンテナを設置した。
軽井沢駅から高崎方面へ向かうお召し列車で先頭に立つときは、菊花紋章付きの日章旗を掲げて走行した。
同区間を含む信越本線全線で運用するために投入されたEF62形や189系・489系特急形電車は本形式との協調運転機能を備えている。これらの車両は初めて機能を搭載した169系に合わせて形式名の末尾を9に揃えるという規則があった(この規則は現在は廃止されている)。
1997年9月30日、翌日の長野新幹線開業を前に並行在来線である碓氷峠区間は廃止（JRバス関東の碓氷線に転換）され、本形式も同時に引退した。1975年に回送中の機関車が暴走転落する事故が起こり5号機と9号機の2両が事故廃車となった以外は33年間大きな事故もなく役目を果たした本形式は現在、横川駅近くの「碓氷峠鉄道文化むら」で４両が動態保存されているほか、軽井沢駅構内などに実に計11両（総数の半分弱にもなる）が現在もその姿をとどめている。動態保存され、体験運転用に使用されている機関車がJRで検査・修繕を行われた際には、JR路線を他の機関車に牽引されて走行した事がある。
製造時期区分
製造年度によりテールライトやシャンパ線接続部等に違いが見られる。
1次型
1号機～13号機 茶色（ぶどう色2号）で落成。後に青15号+クリーム1号に塗り替えられる。避電機の位置が異なる。5号機と9号機が暴走転落事故で廃車になって失われた。
2次型
14号機～21号機 これ以降は青15号+クリーム1号で落成。
3次型
22号機～25号機 24号機・25号機は事故で廃車となった5号機・9号機の代替機。
18・19・24・25号機は最末期に茶色への塗装がなされた。
運用
常に2両単位で運用するのは先述の通りであり、連結するのは必ず横川方だった。勾配を登る下り列車を押し上げ勾配に負けての逆走防止を図り、勾配を下る上り列車の抑速ブレーキとなるためである。
通過車両は以下の対策を施していた。
- 台枠・連結器の強化
- 緩衝器容量の増大
- 非常ブレーキ吐出弁の絞り追加
- 横揺れ防止装置追加
- 空気バネ台車装備車両あっては空気バネパンク装置の追加
これらの対策は座屈脱線（※）防止、連結器破損、車両逸走防止の観点から行われた。対策施工車両には識別のため車両番号の頭に直径40mmの「●（Gマーク）」を付した。ちなみに空気バネパンク装置の装備決定は165系10両編成との下り勾配試運転中非常ブレーキを動作させた所、機関車次位のクモハ165の車体と台車が分離し、あわや脱線という事態が発生したためである。これにより協調運転を行わない場合の編成が8両までに制限されることとなった。
※座屈脱線：列車がブレーキをかけると前の車両に後ろの車両が押し込む力が働く。非常ブレーキなどで押し込む力が大きいと後ろの車両が前の車両の後部を押し上げ、さらに後ろの車両の前部も持ち上がる。そして、そのまま転覆などによる脱線に至るものである。
運転形態
客車・貨物列車と電車・気動車列車では以下のように連結された。
客車列車・貨物列車の場合
牽引定数が客車で360t、貨物で400tに制限され、以下のように組成
下り列車
EF62＋客車または貨車＋EF63×2
上り列車
客車または貨車＋EF62＋EF63×2
下り列車ではプッシュプル、上り列車では3重連形態となる。
上り列車では、あまり速度が上がりすぎると、止まれなくなったり、ブレーキをかけた際の座屈脱線の原因になるため、貨物列車で25km/h、旅客列車で38km/hの速度制限が課せられていた。
電車・気動車列車
連結位置は勾配麓側の横川方。
無動力推進・牽引運転の場合、新性能電車で8両編成、旧型電車・気動車は7両編成、協調運転可能な169系、189系、489系でも12両編成まで。更に以下の制限を設ける。
- 横軽対策施工済みの車両であること
- 制御信号交錯による事故防止のため、電車側のマスコンハンドル操作禁止、ブレーキハンドルは抜取。電車側での非常ブレーキの操作は車掌弁のみ
- 気動車列車ではEF63形からのブレーキ制御のみで力行禁止。つまりアイドリング状態で峠を越える
- 協調運転・無動力推進、牽引運転問わず座屈事故防止の為車重の大きい電動車ユニットを横川方に連結したため、新前橋電車区、長野運転所所属の165・169系は他の車両基地所属の同型車と逆向きになった。後に松本運転所の115系、新前橋の185系も電動車ユニットが本来とは逆向きにされた。ただし「逆向き」なのは信越本線としての話であって、東京から品川・山手線経由の向きを所定のルートとしている中央東線・篠ノ井線の車両とは合致しており、碓氷峠が廃線となった後長野所属の車両はその物理的な方向転換をすることなくそのまま両線を走り続けている。
関連イラスト
