日本國鐵EF六十四型電力機車

EF 六十四型電力機車（日本語：EF 六十四形電牌牌牌車）是日本國有鐵道的直流電力機車車型之一，適用供電的制式為一千五百伏直流電的電氣化鐵路。

發展歷史

開發背景

一九五八年，日本國有鐵道開發矣 ED 六十、ED 六十一型電力機車，開創日本「直流新型電力機車」的先河，此後閣佇這个基礎上研製一系列六軸直流電力機車。一九六空年至一九六一年間，用佇咧東海道的本線、山陽本線的 EF 六十型幹線貨運電力機車佮 EF 六十一型幹線客運電力⿰オト⿰バイ研製成功。一九六二年，針對批越本線橫川至輕井澤之間上大坡度達到六十六鼻七 ‰ 的保冰嶺區間，閣專門開發矣 EF 六十二、EF 六十三型電力機車。

一九六空年代初，隨著奧羽本線福島到米澤區段的運輸量不斷增長，自一九五一年開始使用的 EF 十六型的電力機車已經袂當滿足需要，有必要佇這个區段引入性能閣較好的電力機車，以提懸列車牽引定數和路線運輸能力；同時，考慮著中央本線電氣化改造的沓沓推捒進，也將需要投入閣較濟數量的直流電力機車。為此，日本國鐵決定開發研製一種對應中等坡度的路線而且設有電阻制鋪的六軸電力機車，以滿足奧羽本線（上大坡度三十三 ‰）佮中央本線（上大坡度二十五 ‰）的牽引需要。

一九六四年，日本國鐵成功研究製了 EF 六十四型電力機車。該型電力機車是客貨運通用的六軸直流電力機車，嘛是佇咧 EF 六十、EF 六十二型電力機車基礎上發展若成的系列化車型。機車頂懸結構佮電氣設備佮 EF 六十二型電力機車基本相仝，包括電動噗軸配置電阻控制器、軸重轉移電氣補償、電阻制鋪排裝置、列車供電系統、輔助機電設備等成熟技術均被繼續沿用；猶毋過佇 EF 六十二型的電力機車頂頭的部份對應允冰嶺特大坡度區間的設備，譬如講低頻無線通訊裝置、高架電車線停電時電阻制鋪等等，攏無佇咧 EF 六十四型電力機車頂應用。機車行行部份是採用佮 EF 六十型的電力機車仝款的 Bo-Bo-Bo 軸配置，毋是 EF 六十二型電力機車的 Co-Co 軸配置，以提懸車輛的小半徑曲線通過能力；此外，EF 六十四型電力機車嘛採用甲較細的齒輪傳動比較，以提高機車的高速運轉性能。

基本番台

原型車（一～二）

頭一兩台原型車佇咧一九六四年十一月落成。

• EF 六十四一號機車對東芝公司負責製造，EF 六十四二號⿰オト⿰バイ由川崎車輛佮川崎電機製造製造。
• 採用 CS 二十二型主電阻控制器、CS 二十三型副電阻控制器、CS 二十四型勵磁控制器、MT 五十二型牽引 mòo-tà。

頭一擺量產車（三～十二）

一九六五年七月至九月間製造了第一擺的量產車。

• 主電阻控制器由 CS 二十二型改做 CS 二十二 A 型。
• 副電阻控制器由 CS 二十三型改做 CS 二十三 A 型。
• 強化車體鋼結構。
• 司機操縱台採用全新的結構。

第二遍的量產車（十三～二十八）

一九六六年三月到六月間製造了第二擺的量產車。

• 因為貨運機車使用，所以電動取消了電氣供暖用的電動發電機，並代以壓鐵配重。

第三擺的量產車（二十九～三十）

一九六八年九月製造了第三擺量產車。

• 改用強化電樞線圈絕緣的 MT 五十二 A 型牽引 mòo-tà。
• 避雷器由 LA 十五型改做 LA 十五 B 型。
• 電氣供暖用的電動發電機改用輾轉，型號變更做 MH 一百空七 B-DM 六十九 B 型。
• 司機室地板是由木地板改做亞麻油氈地板。

第四遍的量產車（三十一～三十六）

一九七空年一月到四月間製造了第四擺的量產車。

• 主電阻控制器由 CS 二十二 A 型改做 CS 二十二 B 型。
• 副電阻控制器由 CS 二十三 A 型改做 CS 二十三 B 型。
• 勵磁控制器由 CS 二十四型改做 CS 二十四 A 型。
• 牽引 mòo-tà 通風機改用靜音型渦輪風扇，型號變更做 MH 九十一矣 I-FK 一百空二型。
• 車內照光燈火是白刜燈改做螢光燈。
• 增設自動警醒裝置（EB）佮列車緊急防護裝置（TE）。
• 取消的前窗玻璃頂懸的防護欄。

第五遍的量產車（三十七～四十三）

一九七一年三月至五月間製造了第四擺的量產車。

• 主電阻控制器由 CS 二十二 B 型改做 CS 二十二 C 型。
• 副電阻控制器由 CS 二十三 B 型改做 CS 二十三 C 型。
• 勵磁控制器由 CS 二十四 A 型改做 CS 二十四 B 型。
• 接觸器開關由 SR 一百十四、SR 一百十七型改做 SR 百二四、SR 一百二十五型。
• 是改變了前端貫通門的外形。
• 取消了前窗玻璃的除霜器，改用帶有發熱線的玻璃。
• 取消了車心測速發電機，改用電樞電流檢測空轉。

第六遍的量產車（四十四～四十五）

一九七一年九月製造了第六擺的量產車，佮第五擺的量產車完全仝款。

第七遍的量產車（四十六～七十五）

一九七三年三月至七月間製造了第七擺的量產車。

• 主電阻控制器由 CS 二十二 C 型改做 CS 二十二 D 型。
• 副電阻控制器由 CS 二十三 C 型改做 CS 二十三 D 型。
• 勵磁控制器由 CS 二十四 B 型改做 CS 二十四 C 型。
• 避雷器由 LA 十五 B 型改做 LA 十五 A 型，並且改做安裝佇咧集電弓了後。
• 變更了列車供電的狀態指示燈的外形
• 司機室的換氣改用電動通風機，取消頭前這个自然通風口，通風機安裝佇司機室頂懸。
• 為著提高速運轉時鑄鐵遮的制鍰性能，增設了單機制鋪增壓裝置，會當提懸一丈六倍的制鍰壓力。

第八擺的量產車（七十六～七十七）

一九七六年一月製造第八擺量產車。

• 空氣濾清器部分改用玻璃纖維一體成型的結構。

第九遍的產車（七十八～七十九）

一九七六年十一月製造了第六擺的量產車，佮第五擺的量產車完全仝款。

一千番台

一九八空年代初，為著淘汰上越線、高崎線使用的 EF 五十八、EF 十五、EF 十六型的電力機車，日本國鐵採購了一批 EF 六十四型一千番台電力機車，也是國鐵分割民營化前製造的最後一批國鐵直流電力機車。一千番台和基本番台機車有大致仝款的性能指標，但是一千番台機車對濟項機械佮電器的設備攏開始做改進步，因此實質上已經佮基本的番台機車有誠大變化。

考慮著上越線所在地區的冬季定定有暴雪天氣，所以 EF 六十四型一千番台電力機車嘛特別重視防雪的措施，而且對車內的設備佈置出大幅度變更加。調速控制裝置採用佮基本番台後期車輛仝款的 CS 二十二 D 主電阻控制器、CS 二十三 D 型副電阻控制器、CS 二十四 C 型勵磁控制器。針對基本番台機車佇咧電阻制允工況的時陣 MR 七十四型電阻器容量不足的缺點，一千番台機車用新設計的 MR 一百四十六型電阻器。輔助電路系統改做採用三相異步 mòo-tà 驅動，而且由閘流體變流器佮 DM 一百空四型電動發電機供電。列車供電系統改做是由 SC 十四型遮的流體變流器供電。此外，一千番台機車閣採用經過改良的 MT 五十二 B 型牽引 mòo-tà、PS 二十二 B 型集電弓（一千空一十七號機車開始改用 PS 二十二 C 型）， 猶閣有無搖枕結構的 DT 一百三十八 A、DT 一百三十九 A 型斡向架。原則上基本番台佮一千番台機車是會當重聯運轉，毋過部份制允功能會受著一定限制，除了短期試驗外口袂使這兩種機車重聯運用。

運用歷史

國鐵時代

一九六四年至一九六五年間，頭仔落成的頭一批十二台 EF 六十四型電力⿰オト⿰バイ配屬福島機關區，投入到奧羽本線福島到米澤間的板谷嶺區段運用，以替換原本使用的 EF 十六型的電力機車。對一九六六年起，新造的 EF 六十四型基本番台電力機車陸續大量配屬甲府機關區、長野運轉所、交易機關、稻澤第二機關，主要投入到中央本線和淋之井線運用。一九六八年，隨著奧羽本線完成交流電氣化改造，原配屬福島機關區的所有的 EF 六十四型電力機車，攏改配屬稻澤第二機關區。

一九八Ｏ年，EF 六十四型一千番台電力機車投入上越線、高崎線進前，其中五台基本番台⿰オト⿰バイ轉配屬長岡運轉所，作為乘務人員的教學用車。一九八空年至一九八二年間，新造的五十三台 EF 六十四型一千番台電力機車陸續配屬長岡運轉所，成做上越線旅客列車佮貨物列車的主力牽引⿰オト⿰バイ，包括講「能登號」急行旅客列車佮「北陸號」睏房旅客列車。隨著一千番台機車配屬好勢，早前配屬的五台基本番台亦恢復原配屬。後來，部分一千番台⿰オト⿰バイ轉配屬高崎第二機關區（今高崎的機關區）， 但是猶原是佇咧上越線運用。

仝款佇一九八Ｏ年，因為中國地方的伯備線完成電氣化改造，部份基本番台⿰オト⿰バイ轉配屬岡山機關區；至一九八七年，配屬長岡運轉所的部份一千番台機車亦轉配屬岡山機關區。一九八四年，為著欲共代老舊的 ED 十六型的電力機車、擔當青梅線、南武線的貨物列車牽引任務，部份基本番台佮一千番台機車轉配屬八王子機關區（今八王子綜合鐵道部）。

技術特點

總體布置

EF 六十四型電力機車是客貨運通用的直流電力機車，適用佇千五百伏直流電氣化鐵路，其車體結構佮總體布置的佮 EF 六十二型電力機車基本相仝。車體是採用整體承載式全鋼拋荒結構，車體底架是採用無中梁的框架式載結構。機車的兩爿攏有一个司機室，司機室內⿰オト⿰バイ運轉方向的倒爿設有司機操縱台，部份機車的前窗玻璃中央位置閣設有除霜器，司機室兩爿設有供乘務員乘降的車門，司機室頂頭車頂有兩葩密封光束燈式前照燈。

考慮著佮補助機車重聯運用的需要，司機室頭前捀中央設有貫通門，通過另外一台機車。車體中部是設有各種機械佮電氣裝置的機械室，內設有貫通式雙爿內亭仔跤連接兩爿司機室。車頂安裝有兩台雙臂式集電弓（基本番台機車用的 PS 十七型集電弓，一千番台機車改裝落框架交叉式設計的 PS 二十二型集電弓）、 高速斷路器、避雷器等高壓電氣設備。EF 六十四型電力機車採用車體通風系統，出於電阻器佮其他電器設備的散熱需要，基本番台的車身兩爿各設有六个大面積通風百葉窗。

對一千番台機車，機械室的部份予人重新劃分做第一、第二、第三機械室，其中主電阻器通風機佮牽引 mòo-tà 通風機等需要冷卻空氣的機電設備集中安置佇第二機械室，主電阻器通風機排風口亦設有過濾器，防止雨雪經由排風口回流到冷卻風道，第二機械室部份的車體兩爿各設有三个通風百葉窗仔門。毋過頭一和第二機械室是主要設置熱量較細的設備，並通過牽引 mòo-tà 通風機的供風來維持機械間呈微正壓，以改善機車防塵效果佮防寒性能，車體兩爿干焦採光玻璃窗仔爾無通風百葉窗仔門。

電氣系統

調速控制

EF 六十四型電力機車是直—直流電傳動的直流電力機車，機車主電路結構佮 EF 六十二型電力機車基本相仝。機車通過超濟段電阻調壓、牽引 mòo-tà 的串並聯換接、佮磁場削弱控制達到調速的目的。

電阻調壓系統包含著主電阻器佮副電阻器，首先利用主電阻器實現濟大調壓級，閣再佇每一个大調壓級內利用副電阻器實現若干焦調壓級，降低了每一个級位之間的電壓變化，對而且得著相對平滑的調速性能。EF 六十四型電力機車使用帶有電動噗軸控制器的 CS 二十二型主電阻控制器（三～三十號機車使用 CS 二十二 A 型，三十一～三十六號機車使用 CS 二十二 B 型，三十七～四十五號機車使用 CS 二十二 C 型，四十六～七十九、一千空一～一千空五十三號機車使用 CS 二十二 D 型）、 包含牽引制交工況轉換功能的 CS 二十三型副電阻控制器（三～三十號機車使用 CS 二十三 A 型，三十一～三十六號機車使用 CS 二十三 B 型，三十七～四十五號機車使用 CS 二十二 C 型，四十六～七十九、一千空一～一千空五十三號機車使用 CS 二十三 D 型）。

除了電阻調壓外口，亦會當通過改變牽引 mòo-tà 迴路連接方式（串聯、捾—並聯、並聯）， 來改變牽引 mòo-tà 的捀電壓。彼項轉換是通過主電阻控制器的串聯切換來進行的，而且採用橋式換接電路以減少串聯換接過程中造成的牽引力衝擊。此外，為擴大機車的恆功調速範圍，閣會使對牽 mòo-tà 施行四級磁場削弱。EF 六十四型電力機車設有獨立的 CS 二十四型勵磁控制器（三十一～三十六號機車使用 CS 二十四 A 型，三十七～四十五號機車使用 CS 二十四 B 型，四十六～七十九、一千空一～一千空五十三號機車使用 CS 二十三 C 型）來調節磁場削弱工況時的勵磁電流，取代矣 EF 六十二型的電力機車所使用的電磁式接觸器控制方式。

牽引 mòo-tà

逐台機車裝六台 MT 五十二型四極串勵直流牽引 mòo-tà（對二十九號機車開始改裝 MT 五十二 A 型，一千番台機車改裝 MT 五十二 B 型）， 這是日本國鐵直流佮交流電力機車通用的標準型牽引 mòo-tà，小時功率為四百二十五千瓦，額定電壓做七百五十積，額定電流做六百十五安倍，額定轉速做每分鐘八百六十轉，降卻方式為著強迫通風。

軸重補償

當機車牽引列車起動的時陣，因為輪周牽引力佮連結器處作用的列車阻力無佇咧仝一水的平面，使前後轉向架各軸酬載發生變化，講號做牽引力作用下的軸重轉移。和 EF 六十二型的電力機車仝款，EF 六十四型電力機車亦具有軸重轉移電氣補償功能，提高機車唸著重量利用率。電氣補償是根據各軸粘著重量的比例，通過 CS 二十四型勵磁控制器的調節，對各軸牽引 mòo-tà 實施無仝程度的磁場削弱，對各種的輪周牽力較無力量致使一致。

電阻制鋪

為著充分利用列車落崎的時陣的勢能，EF 六十四型電力機車並設有電阻制趨功能。當機車使用電阻制允時，頭先切斷牽引 mòo-tà 佮牽咱電路的連接，才閣共牽引 mòo-tà 電樞佮大容量制徐電阻接做迴路，使牽引 mòo-tà 變做伊勵直流發電機運轉，發出的電能通過電阻器轉化做熱能消磨掉。電阻制鋪的控制方式佮 EF 六十二型電力⿰オト⿰バイ大概相仝，採用各軸牽引 mòo-tà 的獨立電路控制形式，以提懸防空轉防趨行的能力；猶毋過 EF 六十二型的電力機車有的一寡特殊功能，譬如講電源切斷的牽引 mòo-tà 勵磁佮電阻制允功能，無佇咧 EF 六十四型的電力機車繼續應用。

輔助電路

EF 六十四型基本番台機車採用直流電傳動的輔助電路系統，主要輔助機械設備攏採用直流 mòo-tà 驅動，輸入電壓做一千五百伏特。主電阻器通風機採用一台 MH 一百十一 A-FK 七十七型電動通風機，牽引 mòo-tà 通風機使用兩台 MH 九十一矣 A-FK 三十四 A 型電動通風機（對三十一號機車開始改用靜音型渦輪風的 MH 九十一矣 I-FK 一百空二型電動通風機）， 空氣壓縮機使用一台 MH 九十二 B-C 三千型電動壓縮機，額定功率為十五千瓦。

隨著電力電子技術的發展，EF 六十四型一千番台機車全面改做採用三相交流傳動的輔助電路系統，輔助機械設備攏採用三相鼠籠式異步 mòo-tà 驅動，輸入電壓四百四十伏特六十赫茲。主電阻器通風機採用一台 MH 三千空八十五-FK 一百四十五型電動通風機，牽引 mòo-tà 通風機使用兩台 MH 三千空八十四-FK 一百四十四型電動通風機。空氣壓縮機亦改做使用 MH 三千空六十四 A-C 三千型電動壓縮機，佮 EF 六十六型基本番台第二擺量產車仝款。輔助電路系統由閘流體變流器佮無換向器的 DM 一百空四型電動發電機供電。網爿的一千五百欉特直流電通過閘流體變流器轉換做一千五百欉特三相交流電，才閣由電動發電機轉換做四百四十積電三相交流電。DM 一百空四型電動發電機和兩百空一系、兩百空五系、兩百十一系電聯車所使用的 DM 一百空六型電動發電機屬於仝系列產品，由三相仝步 mòo-tà 佮發電機組成，並且帶有旋轉整流器作為交流勵磁機，額定容量做一百二十千伏安。

控制電路

EF 六十四型電力機車佇照明佮控制電路系統方面，佮往過的國鐵直流電力機車才有較大分別。EF 六十二、EF 六十三型的電力機車攏是利用一台直流電動發電機，向控制電路、照明電路佮 ba̍t-té-lih 供應一百伏特直流電。啊考慮著控制電路無觸著化佮低壓交流照明燈資的使用，EF 六十四型電力機車改做裝用一台 MH 八十一 B-DM 四十四 B 型二相交流電動發電機，會當佮同時期的新型電聯車相換通用，這電動發電機用佇欲直流電轉換做交流電，額定容量為五千伏安，額定頻率為六十赫茲，直接為照明電路提供二十四伏特、五十伏特、一百伏特交流電，並會當通過整流器為控制電路佮 ba̍t-té-lih 為著提供一百伏特直流電。

電氣供暖

EF 六十四型電力機車設有列車供電系統，會當佇冬季為旅客列車的電熱烘著裝置供電。基本番台機車的供電系統包括一台 MH 一百空七 A-DM 六十九 A 型交流電動發電機佮配套的電氣連接路線。交流電動發電機由仝軸的 MH 一百空七 A 型直流 mòo-tà 和 DM 六十九 A 型交流發電機組成，用來將千五百伏特直流電絞換做一千四百四十積特單相交流電，額定轉速為每分鐘千八百轉，供電容量做四百二十千伏安。機車兩爿設有供電插座，通過供電線佮列車連接。一千番台機車改做使用 SC 十四型流體變流器（靜止式變流器）為列車供電，取代矣效率較低的電動發電機。

斡對架仔

DT 百二 A / 百二一 A

機車行部為三台二軸轉向架。基本番台機車使用 DT 百二 A 型兩爿斡向架和 DT 百二一 A 型中央轉向架，是佇咧 EF 七十型的電力機車所使用的 DT 百二、DT 一百二十一型轉向架的基礎頂懸改良而成。

構架是採用「日」字型的鋼枋拋接結構，軸箱是採用導框式定位結構，轉向架固定軸距做兩千八百毫米。斡向架採用帶有搖枕機構的全邊仔承承支結構，車體全部重量通過六組邊仔承弓仔坐落佇咧三台斡向架仔頂。一改懸吊做軸箱頂端捲簧。兩爿佮中央轉向架的二系邊承懸掛各有無仝，兩爿斡向架採用逐爿兩个並聯的捲螺仔圓弓仔組，並配有垂向油壓減震器，啊若中央轉向架是採用逐爿一个腡嘛圓弓仔。牽引力佮制影力通過下心盤低位牽引裝置傳達。中央轉向架佮車體之間通過搖枕吊杆作用，會當實現一定程度的橫向位徙通過曲線。

牽引 mòo-tà 掛裝置採用軸懸式，牽引 mòo-tà 的一爿通過抱軸承拄性地支承佇車心頂，另外一爿通過吊杆仔掛佇斡向架仔頂懸，牽引 mòo-tà 輸出的轉矩通過一級減速齒輪傳動輪著，車齒傳動比為三更八三（十八：六十九）。 基礎制鋪排做雙爿的瓦枋枋，每一个輪對左右各設有一个趨缸，並設有制影響梁以保證兩爿的門草仝步作用，另外閣設置了閘瓦間的縫調整器。

DT 一百三十八 A / 一百三十九 A

一千番台機車是採用了不搖枕結構的 DT 一百三十八 A 型兩爿斡向架和 DT 一百三十九 A 型中央轉向架，是佇咧 EF 八十一型的電力機車所使用的 DT 一百三十八、DT 一百三十九型轉向架的基礎頂懸改良而成。構架是採用無端梁的「H」字形鋼板拋接結構，軸箱是採用兩个圓筒型樹奶裝置定位結構。一改懸吊做軸箱頂頭兩个並列的捲簧組，二系邊承懸掛亦採用逐爿兩个並聯的捲箍仔圓弓仔組，一系佮二系弓仔逐个攏由內、外箍弓仔組成，啊若兩爿斡向架並且有垂向油壓減震器。牽引力佮制影響猶原通過下心盤低位牽引裝置傳達。中央斡向架仔的二系弓仔佮車體之間設有𫞼柱仔承摩擦式滾動裝置，會當實現一定程度的橫向位徙通過曲線。軸懸式驅動裝置、雙爿的瓦制鋪排裝置猶原佮基本番台⿰オト⿰バイ仝款，但追加了保障佇咧山道頂懸停車安全的醃缸鎖定裝置。