足弓支撑袜的制造方法与工艺

本发明大体上涉及一种足弓支撑袜，更具体地涉及一种对足部的足弓提供额外支撑和稳定性，以便增强足弓的适当弯曲并且减少腿部、足弓以及更大足部范围的张力的袜子。

背景技术：
几个世纪以来，已使用长袜或短袜来提供舒适感和温暖感，并且保护足部免受可能由于不断擦到人们的鞋类或者(如果是赤脚的)周围环境而造成的开裂、干燥、擦伤或一般的损伤。近来，袜子生产厂家们已经开始尤其关注袜子穿戴的舒适性，例如设计透气性更好的较薄袜子或者提供更多填料的较厚袜子。除了加大缓冲之外，较厚的袜子通常使用毛圈来提供更好的吸湿性。一些现有技术已经仅在袜子的特定范围中使用毛圈或简单地在那些范围中采用更大密度，以便缓和在行走时或以其它方式步行移动时由于足部与地面接触而对足部产生的影响。现有技术已经在足部的许多范围采取了此方法，包含跟腱、脚底、脚后跟和脚趾，但是很少在足弓或足部的足弓侧采用。而在所列举的当中，足弓是非常重要的。足弓区域大部分存在于每个足部的内部中间部分，并且主要由跗骨和跖骨组以及各种肌腱和韧带组成或依靠在这些组织上以支撑整个人体直立时的重量。因此，(特别是当足弓未通过袜子或鞋类充分支撑时)不足为奇的是足弓经受巨大的张力和压力，这可能会变成人们的大麻烦。但是尽管其具有重要性，现有技术却忽略了单独提供对足部的足弓(内部)侧的支撑。此外，排除结构支撑、具有甚至更重要结果的重要区别，现有技术强调缓冲。尽管缓冲可以改善行走或跑动引起的疼痛，但是结构缺陷几乎被忽略且未受到重视。因此，举例来说，有足底筋膜炎或低足或扁平足足弓的人通过穿着缓冲袜将很可能只能得到非常有限的改善，但是却可以大大受益于具有根据现有技术所呈现的问题改良后的足弓区域的袜子。因此，所属领域中存在对足弓支撑袜的需要，所述足弓支撑袜减少在足部的足弓区域中的疼痛和张力并且增强足弓的适当弯曲，由此对于站立和移动重要的其它范围(例如脚后跟或小腿)也同样受到积极影响。正是出于这些目的研发了本发明。

技术实现要素：
为了使现有技术中的局限性降至最低，并且为了使在阅读并理解本说明书时将显而易见的其它局限性降至最低，本发明描述一种用以减轻在足部的足弓区域中的疼痛和张力并且稳定和增强足弓的适当弯曲的足弓支撑袜。根据本发明的一个实施例的足弓支撑袜包括：第一区域，所述第一区域具有第一弹性系数；以及第二区域，所述第二区域大致包围足部的足弓，具有用于提供结构支撑的第二弹性系数，其中第二弹性系数低于第一弹性系数。根据本发明的另一实施例的足弓支撑袜包括：第一区域，所述第一区域具有第一弹性系数；以及第二区域，所述第二区域大致包围足部的足弓；以及在第一区域与第二区域之间的一或多个周边边界，每个周边边界包括周边弹性系数，其中一或多个周边边界中的至少一者具有低于第一弹性系数的周边弹性系数。根据本发明的又另一个实施例的足弓支撑袜包括：第一毛圈区域，所述第一毛圈区域具有第一弹性系数；第二褶裥缝合区域，所述第二褶裥缝合区域大致包围足部的足弓，具有用于提供结构支撑的第二弹性系数，其中第二弹性系数低于第一弹性系数；以及在第一区域与第二区域之间的一或多个周边边界，每个边界包括周边弹性系数，其中一或多个周边边界具有低于第一和第二弹性系数的周边弹性系数。本发明的目的是支撑足部的足弓区域而不会有损舒适感。本发明的另一目的是提供用于不同场合和不同情况的多种类型的袜子。本发明的另一目的是增强足弓区域的适当弯曲。本发明的又另一个目的是提供足部的内半部的楔形支撑并且由此相对于足部的外半部升高内侧纵向足弓。最后，本发明的又另一个目的是缓解脚后跟、足弓和更大的足部区域中的疼痛并且减少张力。本发明的这些以及其它优点和特征在本文中具有特殊性地描述以便使本发明可为所属领域的技术人员所理解。附图说明为了提高附图清晰度并且提高对这些各种元件及本发明的实施例的理解，图式中的元件不一定按比例绘制。此外，为了提供本发明的各种实施例的清晰视图，已知对于业内人士常见的且很好理解的元件不进行描绘。图1是小腿及足部的骨骼的侧面正视图。图2是人体足部的下表面的足底视图。图3(a)是带有典型足弓的足部的侧视图，其中足弓的底部未与地面接触。图3(b)是带有扁平足弓的足部的侧视图，其中足弓的底部与地面接触。图4(a)是根据本发明的一个实施例的右侧及踝袜的侧视图。图4(b)是根据本发明的一个实施例的左侧及踝袜的侧视图。图5(a)是根据本发明的一个实施例的右侧及衬垫袜的侧视图。图5(b)是根据本发明的一个实施例的左侧及衬垫袜的侧视图。图6是根据本发明的一个实施例的右侧长筒袜的透视图。图7是根据本发明的一个实施例的左侧短筒袜的侧视图。图8示出根据本发明的袜子的足弓垫组件的一个实施例。具体实施方式在讨论本发明的多个实施例和应用的以下论述中参考了形成本说明书的一部分的附图，其中描绘借助于可以实践本发明的具体实施例的说明来进行。应理解，在不脱离本发明的范围的情况下可采用其它实施例并且可进行变化。图1作为物理特征(即骨骼，包括足部的足弓以及其它相关的足部及腿部骨骼)的介绍部分以提供对本发明的范围和目的的更多背景及理解。图1是小腿及足部的骨骼的侧视图。小腿及足部100的相关骨骼由距骨106、跟骨112、腓骨102、胫骨104、骰骨114、舟骨108、楔骨110、跖骨116及趾骨118构成。跟骨112、距骨106、骰骨114、舟骨108及三个楔骨110形成被称作跗骨的部分。三个楔骨110中仅两个可见，第三个隐藏的楔骨110存在于骨骼线上，远端以大脚趾(还称为大拇趾)结束。为简单起见，足部还可以分为其相对的区域：从近端到远端列出为后足、中足及前足。后足包括跟骨112及距骨106。中足包括五个重要的骨骼，其中的两个是骰骨114及舟骨108，以及其中的三个是楔骨110，所述五个重要的骨骼一起勾勒出所关注的范围：足弓区域。前足包括跖骨116，跖骨116是将中足连接到脚趾骨骼的所述五个骨骼，并且脚趾骨骼本身被称作趾骨118。大拇趾具有两个趾骨118，而其余的四个脚趾由三个趾骨118组成。胫骨104及腓骨102并不构成足部100的一部分而是小腿的长骨，但是胫骨104及腓骨102二者影响足弓区域及其组分并且受足弓区域及其组分影响。图2是足部的下表面的足底视图。图式显示人体足部的三个主要足弓以及通过根据本发明的示例性实施例的足弓垫组件支撑的区域的直观略图。内侧球形部分222是指靠近跖骨116的远端在大拇趾与相邻长脚趾之间的足部100内部部分上的区域，其中内侧球形部分222充当足弓底部。外侧球形部分220是指靠近跖骨116的远端在第五个脚趾与第四个脚趾之间的足部100外部部分上的区域，其中外侧球形部分220充当足弓底部。在正常情况下类似于足弓结构的内侧球形部分222与外侧球形部分220之间的间隔在此被称作横向足弓224。同样，在正常情况下类似于足弓结构的内侧球形部分222与跟骨112之间的区域在此被称作内侧纵向足弓228。也同样，在正常情况下类似于足弓结构的外侧球形部分220与跟骨112之间的区域在此被称作外侧纵向足弓226。内侧纵向足弓228是三个所列举的足弓之中最里面的足弓，通常比外侧纵向足弓226及横向足弓224接受更强烈的应力。因此内侧纵向足弓228可以从足弓垫组件中受益最多，足弓垫组件减少在着地时足部100的足弓区域、脚后跟以及内侧球形部分222和外侧球形部分220上的应力和张力。此外，袜子中位于内侧纵向足弓228下面或者大致覆盖内侧纵向足弓228的部分可以具有获得比其他足弓支撑部分中的一些或全部更低的弹性系数的补充材料，此概念在随后的图式中详细阐述。根据在图2中所显示的本示例性实施例，足弓垫组件250覆盖足弓区域230的大部分，其中内侧纵向足弓228全部被覆盖。因此，足弓垫组件250将对内部，即足部100的内侧部分提供最大的结构支撑。然而，重要的是应注意，结构支撑不限于足弓区域230，因为足弓垫组件250伸出足弓区域230。确切地说，在本实施例中，足弓垫组件250从脚后跟的中心延伸(大致从跟骨112)到跖骨116的末端，其中跖骨116到达趾骨118的起始。另外，沿着足部100的宽度，足弓垫组件250从足部100的最内侧部分到达第二个脚趾与第三个脚趾之间的垂直边界。在不偏离本发明的精神或者范围的情况下，足弓垫组件250的范围或者区域可以缩减或者扩增。举例来说，足弓垫组件250可以横向地延伸到第三个脚趾的中间、第三个脚趾与第四个脚趾之间的垂直边界、或者第二个脚趾的中间以覆盖差不多足弓区域230。在任何情况下，与足部100的外部或外侧半部分相比，这样可以使得足部100的内部或内侧半部分变得稍微楔形或者升高。在足部的内半部与外半部之间支撑的不一致表示在步行移动时足部的每个半部所承受的张力及应力的不一致。在替代实施例中，足弓垫组件250可以覆盖足部100稍微更大的范围，可能到达第三个脚趾与第四个脚趾之间的垂直边界，以便更完全地包围足弓区域230。然而，即使在此类较宽的延伸实施例中也对足部100的内半部提供与外半部相比不相称量的支撑。图3(a)是带有优选数量的足内侧物质的未与地面接触因此形成正常足弓的足部的侧视图。在各种情况下，例如当站立、行走或者跑动时，需要与地面接触的足部的大致比例和部分为所属领域的技术人员已知。在图3(a)中所显示的足弓区域230由于其弹性而非常重要。当直立时，足部100中构成足弓区域230的部分(例如足底筋膜)随时间推移帮助扩展并延伸地面接触，在这个过程中减少置于足弓区域230的其余部分以及更大的足部范围和小腿上的张力的量。另外，例如在所述图式中所显示的足弓区域230的支撑对于直立姿势的长久性是必要的。具有理想的或者接近理想的足弓区域230弯曲有益于储存当足弓区域230在着地后开始变平时消耗的一些能量，很像螺旋弹簧，并且使用它来减少对于后续步骤的能量需求。这使得行走、跑动、站立等动作消耗能量更少。如果由于足部内侧部分的弯曲导致未能实现此等级的支撑，那么足弓垫组件提供双重缓解：首先通过降低与站立或移动相关联的能量需求，并且其次通过增强足弓区域230的适当弯曲，由此帮助足弓区域230重复使用在使足弓变平用于着地时消耗的能量。由于用于直立姿势和运动的能量需求减少，足弓垫组件同样可用于有正常足部足弓的人。尽管足部疾病更可能出现在足部或腿部中存在结构障碍或缺陷的那些人当中，但是足部疾病同样也出现在没有此类障碍或缺陷的人中，举例来说，当开始更严格的运动训练或者在人行道或混凝土上长距离跑动时。此外，如扁平足(在论述图3(b)时详细阐述)等此类障碍通常逐渐从肌腱、肌肉、韧带及骨骼的缓慢磨损和撕裂中形成，或者是例如糖尿病或神经系统或肌肉系统的疾病(例如大脑性麻痹或肌肉萎缩症)等医学病况的结果。最后，已知扁平足也临时在一些孕妇中形成。在这些情况下，尤其在图4到图8中所揭示的袜子由于其坚实的但舒适的性质可以帮助减缓扁平足的发作或者取决于病因及情况完全防止扁平足。图3(b)是带有不充足数量的足内侧物质的未与地面接触因此形成扁平足弓的足部的侧视图。扁平足弓334同样俗称为足弓下陷或者扁平足，并且可以导致可能破坏患者的日常活动的无数并发症。举例来说，扁平足弓334可以导致不当张力置于跟骨112、脚后跟332上，或者置于足部100的内侧球形部分222及外侧球形部分220上。由于不适或者疼痛，一个人可能会往往在不知不觉中慢慢改变他们的步态，随后最终使不当应力置于与站立、行走或跑动相关联的身体的其他部位上，例如背部、跟腱、脚趾、胫骨104及小腿。频繁地，这样可能产生多种后续的伤害及普遍的并发症，典型地为酸痛、炎症、肌腱炎以及疲劳，还会产生更定向的并发症例如疼痛的外胫炎或足跟骨刺。在图4到图8中所揭示的袜子436由于其坚实的但舒适的性质可以不仅帮助减缓扁平足弓334的多种上述症状，并且解决首先出现这些症状的足部的构形。仍参考图3(b)，扁平足弓334可能减少足底筋膜的功能性。足底筋膜是一组重要的厚结缔组织，从跟骨112贯穿跖骨116，其作用就像减震器，由此其支撑足部100的足弓区域230并且使置于足弓区域230上的巨大应力和拉力可通过身体的其它部位管理。当减少足底筋膜的功能性时，此拉力可能变得过大，导致在筋膜中形成轻微撕裂，在许多情况下最终导致炎症和疼痛，被称为足底筋膜炎。足底筋膜炎可以引起在任何依靠足部直立的姿势(不论是移动或是静止的)中时足部的脚后跟及脚底中剧烈的疼痛，并且因此在体育运动或兵役等职业中非常常见。在图4到图8中所揭示的袜子436由于其坚实的但舒适的性质通过将身体的应力及压力的一些分配到所描述的足弓支撑袜436上可以减轻在足底筋膜以及(更一般来说)足弓区域230上的许多张力。因此，所描述的本发明适用作对于足底筋膜炎或者由足弓、更大的足部范围或腿部的不充足支撑引起的其它炎性反应的治疗。以下图式中的每一个描述所提议的足弓支撑袜的各种部分、特征、设计及目的。图4(a)是右侧及踝袜的侧视图。及踝袜436通常具有到达踝骨(还称为距骨106)正上方的袜子436的顶部。在图4(a)中或者在任何其它图式中所显示的袜子436仅呈现袜子设计以及长度的许多可能变型中的一个，并且不应视为限制性的或者详尽的。在此图式中，袜子436具有袜管438，袜管438描述从袜子436的开口直到大概背面的脚后跟边缘440及正面的脚背444的开始位置的区域。脚后跟边缘440大致包围足部100的脚后跟112，包含踵骨(还称为跟骨112)，并且可以取决于多个因素在编织密度方面发生变化，所述多个因素例如(但不限于)：袜子长度、款式或者材料。袜子材料是本发明的重要特征。足弓的坚实的、加固的区域并非特定于特别类型的袜子，正因为如此可以制造用于任何场合，正式或非正式的、体育运动的或其它。举例来说，袜子可以制造用于行走、跑动、滑雪、滑板滑雪、工作、远足，或徒步旅行的目的，但是所列举的目的无论如何都不详尽。由于其中人们可能发现使用的本发明的各种目的，因此袜子还可以包括无数种材料。通过仅仅几个非限制性实例的方式，可以采用毛绒、聚酯、棉、丙烯腈类纤维、尼龙及开司米山羊绒。袜子脚背444是指袜子436的顶部区域，其覆盖足弓区域230和足弓垫组件442，但在足部100在袜子436内部时不与支撑组件442接触。足弓垫组件442在脚后跟边缘440的前方以及袜子脚趾处446的后方并且包括比袜子436的其余区域更致密的编织，尽管其并不使用常用的毛圈，因为相比提供结构支撑及稳定性，毛圈编织更适合用于缓冲。相反，在一个非限制性实施例中，足弓垫组件442可以使用褶裥缝合以实现更致密的编织，其中指定的袜子段可以具有多行缝合重叠。所提议的足弓支撑袜可以在袜子的其它地方使用毛圈，其中可能并不以支撑及稳定性为目的。因此，足弓垫组件442比袜子的任何其它部分更坚实，但是刚度可以由于足弓部位之间的张力差异而在足弓垫组件442内变化。除非指定为特定足弓(例如横向足弓224)，否则足弓或足弓区域230将理解为落入或在内侧纵向足弓228、外侧纵向足弓226及横向足弓224的范围之内的区域。另外，参考图4(a)的袜子436，足弓垫组件442位于袜子436的左侧上以支撑足部的足弓区域230，所述足弓区域承受中足内部部分上的大部分应力。足弓垫组件442过渡到袜子脚趾446中，所述袜子脚趾覆盖足部的脚趾。图4(b)是左侧及踝袜的侧视图。图4(b)的袜子436实质上等同于图4(a)的袜子，区别在于足弓垫组件442在袜子436的右侧上以反映左脚与右脚之间的镜像解剖结构。图5(a)是右侧及衬垫袜的侧视图。衬垫长度的袜子436通常具有到达距骨106正下方的袜子436的顶部。在此种实施例中，袜管438基本上不存在，袜管438快速从袜子436的顶部过渡到脚后跟边缘440。脚后跟边缘440延伸到足弓垫组件442，自身延伸到袜子脚趾446的所述足弓垫组件大致平行于袜子脚背444。通常，及衬垫袜用于体育运动或行走，但并不局限于此。图5(b)是左侧及衬垫袜的侧面正视图。图5(b)的袜子436实质上等同于图5(a)的袜子，区别在于足弓垫组件442在袜子436的右侧上以反映左脚与右脚之间的镜像解剖结构。图6是中筒袜的侧向透视图。此图式更好地显示了用户可能在更正式的场合或约会中(通常但非排他地在工作或工作相关的活动中)穿着的袜子。通过非限制性实例的方式，袜子436可以由聚酯、开司米山羊绒或尼龙组成，特别是如果用作正式的或裙装袜子时。根据本发明，此实施例同样包括足弓垫结构，即支撑组件442。图7是根据本发明的另一实施例的短筒袜的侧向透视图。此图式更好地显示了用户可能在远足等此类活动过程中穿着的袜子。虽然不是必须的，但此长度的袜子往往会比那些及踝长的、及衬垫的或长筒袜更厚，以通过袜子的多层结构提供增强的隔离以及防止湿气渗入。图8描绘左侧袜子中的足弓垫组件的一个实施例。在所描绘的实施例中，足弓垫组件442是矩形形状，但是在不偏离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中可以存在不同形状。所述实施例具有足弓垫组件442，其中较长边与袜子436的长度(从脚后跟边缘440到袜子脚趾446或反之亦然)大致平行，并且较短边与较长边垂直，较长边和较短边一起构成典型的袜子特征与足弓垫组件442之间的边界周边。典型的袜子特征意指将理解为在普通的袜子中非常频繁地见到的足弓垫组件442外部的那些特征，例如脚后跟边缘440、袜管438及袜子脚趾446，以及所属领域的技术人员认为标准的或非常常见的其它特征。在足弓垫组件442的较长边之中，内侧纵向支撑848位于高于外侧纵向支撑850处。在示例性实施例中，内侧纵向支撑848大致沿着内侧纵向足弓228延伸。同样在示例性实施例中，外侧纵向支撑850大致沿着外侧纵向足弓226延伸，至少达到使得外侧纵向足弓226明显地通过外侧纵向支撑850来支撑的程度。在足弓垫组件442的较短边之中，将袜子脚趾446考虑为最远端区域并且袜管438考虑为最近端区域，横向支撑852位于脚后跟支撑854的远端。在示例性实施例中，横向支撑852大致沿着横向足弓224延伸，尽管存在横向支撑852在横向足弓224的远端并且可以更精确地勾画跖骨与趾骨之间的边界轮廓的其它实施例。同样在示例性实施例中，脚后跟支撑854大致在中足开始及后足结束的大体区域中勾勒脚后跟332的远端的轮廓。在不偏离本发明的精神或范围的情况下，参考袜子436的长度而不是宽度，脚后跟支撑854还可以在靠近脚后跟332的中心处开始。在图8所描绘的实施例以及许多其它示例性实施例中，构成足弓垫组件442的支撑部分具有不同的弹性系数。在本发明中，弹性系数通常是指急性地承受的应力与弹性实体构形的临时改变的比率，由此举例来说，假定施加了相同的应力，带有低弹性系数的实体将比带有高弹性系数的实体较不具弹性、较不易曲折或较不易以其它方式被物理地影响。图示实施例包括内侧纵向支撑848、外侧纵向支撑850以及横向支撑852，其中弹性系数比脚后跟支撑854以及周边支撑部分848、850、852、854范围内的足弓垫组件442边界的大部分或其余部分二者的弹性系数低。足弓支撑袜中具有相对较低弹性系数的部分比那些具有相对较高弹性系数的部分将更坚实且牢固，也就是说更可抵抗物理操作或屈服，并且因此在足部靠在这些袜子区域上时更能对足部的相应区域提供稳定性和支撑。因此，在这些实施例中，足弓支撑袜能够稳定并且支撑如通过图2中的虚线大致界定的足弓区域230(还称为足弓)的全部，而沿着压力可能将最高的周边支撑边界会提供甚至更好的结构支撑和稳定性。围绕足弓垫组件442的周边边界的弹性与在足弓垫组件442的周边边界内的弹性的差异可以以任意多种方式来实现。举例来说，在不限制本发明的范围的情况下，足弓垫组件442被限制在周边边界或周边支撑部分848、850、852、854内，并且可以包括此项技术中已知的不同的编织或缝合技术，例如褶裥缝合，其实施方式使得足弓垫组件442包括增加的重量、宽度或厚度。其它实施例可以包括具有比袜子436的大部分或其余部分低的弹性系数的周边支撑部分。举例来说，在一个实施例中，具有最低弹性系数的支撑部分为内侧纵向支撑848及外侧纵向支撑850，其中横向支撑852及脚后跟支撑854持有的弹性系数与足弓垫组件442的其余部分的弹性系数大致相等。再其它实施例可以(例如)围绕包括内侧纵向支撑848、外侧纵向支撑850、横向支撑852及脚后跟支撑854的足弓垫组件442的整个周边提供最低弹性系数水平。在一个实施例中，仅内侧纵向支撑848将具有比袜子的每一个其它部分低的弹性系数，以说明内侧纵向支撑848将在用户呈现直立姿势时承受最大压力的预期。在另一个实施例中，周边支撑部分可以由不同弹性系数构成，这通常基于三个足弓区域及远端脚后跟区域的典型压力预期，或基于人们的特定需要，如患有将为所属领域的技术人员已知的其它疾病之中的此类前述疾病，如足底筋膜炎或扁平足。图8描绘根据本发明的袜子的足弓垫组件的一个实施例。因此，在不偏离本发明的范围的情况下，支撑结构可以放置在袜子内部或者在袜子的外部上。此外，存在并不要求外部袜子支撑部分具有与其重叠的内部袜子支撑对应部分相同的弹性系数的示例性实施例。相反地，内部支撑部分的弹性系数可以彼此不同，并且与外部袜子支撑部分的弹性系数不同，但是为使所提议的足弓支撑袜将产生预期效果，它们无须不同。已经描述一种足弓支撑袜。出于说明和揭示的目的，已经呈现本发明的各种示例性实施例的前述描述。它并不意欲为详尽的或将本发明限制至所揭示的精确形式。鉴于以上教示，许多修改及变型是可能的。本发明的范围不意欲受此具体实施方式限制，而是由权利要求书以及权利要求书的等效物来限制。参考符号说明100：足部102：腓骨104：胫骨106：距骨108：舟骨110：楔骨112：跟骨114：骰骨116：跖骨118：趾骨220：外侧球形部分222：内侧球形部分224：横向足弓226：外侧纵向足弓228：内侧纵向足弓230：足弓区域250：足弓垫组件332：脚后跟334：扁平足弓436：袜子438：袜管440：脚后跟边缘442：足弓垫组件444：袜子脚背446：袜子脚趾848：内侧纵向支撑850：外侧纵向支撑852：横向支撑854：脚后跟支撑