口径： 7.62×51mm NATO
1950年朝鲜战争爆发后，日本成立了军事武装警察预备队，所使用的步枪大多为从美国接收过来的M1伽兰德或其他淘汰装备，1954年日本自卫队成立后也继续使用这些美式装备。在1957年，日本自卫队决定研制和装备新的国产自动步枪，不过由于在军事上对美国的依赖，决定选择当时美国定出的7.62×51mm弹作为新步枪的口径，以便能与驻日美军共用弹药。然而，日本自卫队认为这种弹药的后坐力对于日本士兵来说过于强大了，于是日本的专家据此制定了尺寸规格与北约标准弹完全相同但减少了发射药的专用弹。经过测试，在相同的条件下，当7.62mm NATO弹初速为810m/s时，这种减装药弹的初速为715m/s，这样枪口动能已经减到接近7.62×39了。
新枪的研制工作交由丰和机械有限公司（HOWA）负责，设计团队通过与日本自卫队的密切合作，于1964年让称之为R6E的样枪通过了日本自卫队的试验，并正式定型为64式7.62毫米步枪（64式自動小銃），开始取代旧的M1加兰德步枪。丰和公司独家为日本自卫队供应64式步枪，直至1988年左右停产为止，期后64式步枪被丰和公司的另一种产品89式步枪所取代。
64式步枪主要装备日本自卫队和日本海上保安厅。虽然从1989年开始，一线部队中的64式步枪开始被89式步枪取代，但由于预算有限，64式步枪仍然在一些二线后备部队中保留使用。另外由于法律限制，64式步枪也从来没有出口到其他国家。
据说64式步枪在测试靶场内的精度表现优于美制M14，但部队实际使用时反映其精度时好时坏，非常不稳定，而且由于结构复杂，故障率比较高，可靠性令人怀疑。
64式步枪是一种导气式操作原理的自动步枪，导气装置和枪机系统可能是受比利时FN FAL或前苏联托卡列夫SVT-40步枪的启发。在枪管上方有一个短行程导气活塞，并装有3位置的气体调节器。闭锁方式为枪机偏转式，和FAL/SVT一样，枪机的闭锁支承面抵在机匣的闭锁支承面上时实现闭锁。拉机柄位于机框右侧，从机匣上方伸出，因此左右手均可操作。
该枪可选择单发或连发射击，保险/快慢机柄位于机匣右侧、扳机护圈上方。击发机构内设计有专门的减速机构，使全自动时的理论射速降到每分钟约450～500发。枪口安装有一个高效枪口制退器，同时也是枪榴弹发射器。
护木上有散热孔，前端下方装有轻型的折叠式两脚架。枪托为实木，有钢制的托底板铰接在枪托上，在利用两脚架进行有依托射击时，可把托底板向上打开形成支肩板，提供更稳定的据枪姿势。
机械瞄具由片状准星和觇孔式照门构成，照门的射程装定可在200～400米范围内调整。照门和准星均可折叠，在武器携行时向下放倒避免钩挂杂物，射击时再竖起来。
64式步枪配用的减装药弹尺寸规格和北约标准弹完全相同，所用的弹头也是和美军的M80普通弹、M62曳光弹等完全一致，仅仅是减少了约10％的发射药，此举可降低后坐力和减少枪口上跳程度。由于发射减装药弹，且射速低，加上枪口制退器的缘故，使得这种7.62 NATO口径步枪在全自动射击很好操控。64式步枪也可以正常发射全装药的北约标准弹，但会大幅度加快枪的磨损。在发射全装药弹时，必须调节气体调节器旋钮以减小火药气体量和施加于活塞头的压力。
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